Содержание
-
Проектирование штампов
Лекция №13 Авиационный техникум ГБОУ СПО У-УИПК Разработал: Павлов А.Н. Улан-Удэ 2014 Технологическое оборудование и оснастка при производстве летательных аппаратов Дисциплина:
-
Принятые сокращения КВП – крайнее верхнее положение КНП – крайнее нижнее положение ТО – термическая обработка ТП – технологический процесс ХЛШ – холодная листовая штамповка
-
Содержание лекции Исходные данные и этапы проектирования Детали штампа Блоки и пакеты штампов Направляющие элементы Хвостовики Пуансоны и матрицы Направляющие для ленты (полосы) Съемники Выталкиватели Буферные устройства Крепежные изделия Упоры и шаговые ножи
-
Исходные данные и этапы проектирования
-
Исходные данные для проектирования Чертеж штампуемой детали, на котором должны быть проставлены все необходимые размеры, указана точность изготовления и шероховатость Материал штампуемой детали, его толщина и механические свойства Программа выпуска ТП изготовления детали Паспорт пресса, на котором будет производиться штамповка.
-
Этапы проектирования I этап: Выбор конструкции штампа. Выбранная конструкция штампа должна обеспечивать: качественную штамповку, максимально возможную в данных условиях производительность, простоту конструкции штампа и экономичность изготовления, требования техники безопасности. II этап: Вычерчивание раскроя материала и отштампованной детали.Этот этап позволяет определить рабочий контур пуансона и матрицы. При проектировании вытяжных штампов на II-м этапе вычерчивается эскиз промежуточных вытяжек или детали до обрезки. Это позволяет проверить величину хода пресса. III этап: Определения центра давления штампа. Назначение этого этапа – обеспечение правильной безаварийной работы штампа. IV этап: Определение окончательных размеров матрицы и пуансона, обеспечивающих правильную работу штампа
-
Этапы проектирования V этап: Конструирование и подбор элементов (деталей), составляющих проектируемый штамп. Этот этап – один из самых основных и самый трудоёмкий в общем процессе проектирования штампов. Детали штампа должны обладать необходимой прочностью, износоустойчивостью и быть достаточно простыми в изготовлении. Крепление деталей должно обеспечивать удобную сборку и надежность всей конструкции штампа. VI этап: Определение закрытой высоты штампа – позволяет проверить подбор пресса по закрытой высоте. VIII этап: Составление спецификации штампа VII этап: Вычерчивание общего вида штампа. План нижней части штампа, разрез штампа в рабочем положении и план верхней части штампа. IX этап: Заполнение паспорта штампа. X этап: Деталировка общего вида
-
Схематичное изображение штампового пространства НО – открытая высота пресса; НЗ – закрытая высота пресса; НП – ход ползуна; 1 – регулировка длины шатуна; А – толщина плиты; 2 – стол пресса; 3 – подштамповая плита
-
Этапы проектирования Кроме открытой и закрытой высот, необходимы следующие данные пресса: размер отверстия в плите и в самом столе; расположение и размеры крепежных пазов в подштамповой плите и ее толщина (если работа будет производиться без подштамповой плиты, то необходимы аналогичные размеры стола пресса); отверстие под хвостовик или расположение и размеры крепежных пазов в ползуне; вылет центра хвостовика от станины; расстояние между стойками станины и расстояние между направляющими призмами ползуна; размеры площадей подштамповой плиты (или стола) и торца ползуна. Если в прессе используются подающие ленту и удаляющие деталь устройства, то нужны их основные рабочие данные: максимальная ширина, максимальный шаг подачи, начало толкания поперечины и др.
-
Этапы проектирования При проектировании штампа поступают следующим образом: Сначала производят планировку проекций и вычерчивают на листе общего вида ленту с раскроем изделия. Если штамп последовательного действия, то здесь же вычерчивают план всех переходов (как рабочих, так и нерабочих). На плане располагают направляющие для ленты, упор и другие узлы и детали, присущие выбранной конструкции штампа. Затем намечают, где будут штифты и болты. В результате вырисовываются предварительные габаритные размеры матриц. Если есть нормали на матрицы, и размеры по нормалям не совпадают с полученными выше, то последние изменяют, как правило, до одного из больших по нормалям. По найденным размерам матрицы подбирают по ГОСТу или нормалям блок, имеющий площадь для матрицы, соответствующую ее размерам, или ближайшую большую. В этом случае габаритные размеры матрицы можно увеличить до размеров рабочей площади нижней плиты. Базируясь на матрице, вычерчивают нижнюю плиту.
-
Этапы проектирования Затем переходят к главной проекции. В месте, отведенном для этой проекции, проводят нижнюю плоскость нижней плиты штампа (совпадает с верхней плоскостью подштамповои плиты пресса) и на расстоянии Н3—А — верхнюю плоскость верхней плиты штампа. Верхнюю плиту штампа необходимо располагать чуть ниже максимально возможного ее положения (0,1—0,3) /, что гарантирует возможность установки на прессе штампа даже при некоторых отклонениях в плюс толщин его плит. Большая часть регулировки ползуна остается внизу. В штампе для разделительной операции по мере износа пуансона его необходимо затачивать. При этом длина пуансона уменьшается, что приводит к увеличению открытой высоты штампа. Чтобы выдержать открытую высоту штампа неизменной, опускают ползун за счет оставшейся неиспользованной регулировки (0,9—0,7),/. Вычтя из открытой высоты штампа выбранную величину рабочего хода (если у пресса ход постоянный, то не выбираем, а принимаем ее), получим закрытую высоту штампа. Пользуясь линией нижней плоскости нижней плиты штампа и линией на расстоянии Я3—А как верхней плоскостью верхней плиты штампа, вычерчивают плиты.
-
Этапы проектирования Затем прочерчивают толщину матрицы и направляющих планок. Приступая к вычерчиванию пуансона, нужно нижний его торец поместить на 1—2 мм в матрицу, верхний же должен соприкасаться с нижней плоскостью верхней плиты. К последней крепится пуансонодержатель. Если пуансон получился очень длинный и тонкий, то укоротить его можно применением более толстых нижней и верхней плит, так как одни и те же габариты их имеют по несколько толщин. Если эта мера недостаточна или нежелательна (увеличивается масса штампа и пр.), то прибегают к уменьшению Я3 путем постановки на подштамповую плиту дополнительной подкладной плиты. Может случиться, что Я3 настолько мала, что некуда поместить съемник (особенно, если он работает от пружин). В этом случае берут плиты меньшей толщины, но все же достаточно прочные. Если же и в этом случае Я3 оказывается мала, то подштамповую плиту снимают совсем.
-
Этапы проектирования Следующий этап — вычерчивание съемника. Если толщину постоянного съемника сделать не меньше Яп, то пуансон не выйдет из него даже в положении КВП. Сказанное может иметь место лишь при небольшой величине хода. Минимальную же толщину съемника все же следует брать согласно нормалям. При проектировании сложных штампов последовательность остается в основном та же, вклиниваются лишь дополнительные работы, так, например, при двух боковых проекциях — увязка их между собой и т.д. Могут встретиться конструкции, особенно гибочных штампов, нормальные пакеты для которых неприменимы. В этом случае пакет проектируется для данного штампа. План пакета обычно берется подобным матрице с учетом места для проушин крепления и для вспомогательных деталей, имеющихся в этом штампе. Боковой вид пакета определяется расположением и размерами рабочих и вспомогательных деталей и закрытой высотой штампа.
-
Этапы проектирования При проектировании общего вида не следует забывать о расположении и размерах крепежных пазов в подштамповои плите пресса (столе пресса), о расстоянии между направляющими ползуна, о вылете хвостовика, о наличии и положении поперечины в ползуне, о положении горизонтальной плоскости перемещения ленты (полосы) в валковой или клещевой подаче и др. Завершается конструирование проверкой-контролем всех чертежей. План проверки чертежей штампов включает следующие основные этапы: внешний осмотр, соответствие технологическому процессу, просмотр конструкций, соответствие штампа прессу, проверку деталировки (если оформление штампа предусматривает, помимо общего вида, деталировку), согласование размеров и допусков на изготовление сопряженных между собой деталей.
-
Оформление чертежей штампа На листе общего вида в правом верхнем углу должна быть вычерчена со всеми размерами деталь, снимаемая с этого штампа, и материал с его раскроем или, если изделие штампуется из полуфабриката, изображение последнего со всеми размерами. На общем виде обычно показывают следующие проекции штампа: вид на неподвижную часть сверху, вид на подвижную часть сверху и боковой разрез. Сложные конструкции требуют дополнительных разрезов. Общий вид штампа, как правило, оформляется в масштабе 1:1 (штампы небольших размеров требуют увеличенного масштаба). На общем виде иногда помещают и ряд технологических и конструктивных данных: например, максимальную сточку пуансонов; указание, что детали обрабатывать в спаренном виде, и т. д.
-
Оформление чертежей штампа Оформление чертежей штампов связано с характером производства и масштабом выпуска. Так, если деталь вырубается на быстросменном пластинчатом штампе, то оказывается вполне достаточным в бланк, который оформлен заранее, вчертить контур вырубки и указать номер пластинчатого пакета. В этом случае отпадает сложная работа по конструированию штампа, его деталировке, копировке и последующей проверке, а также снятию синек с чертежей, а наличие на складе пакетов в металле и заготовок для пластинчатого штампа позволяет резко сократить и время на изготовление. Промышленность с установившимся объектом производства, например втулочная, требует иного оформления чертежей. В этом случае необходимы тщательно отработанные, стабильные чертежи и на общие виды штампа, и на его детали.
-
Оформление чертежей штампа Система оформления чертежей штампов на большинстве машиностроительных предприятий находится между этими двумя крайними системами и заключается в следующем: на очень сложные многодетальные штампы небольших размеров создают чертежи и общего вида, и отдельно чертежи деталей: на штампы простые и средней сложности вне зависимости от их размеров и на штампы больших размеров можно создавать только общие виды с простановкой необходимых размеров на плане, разрезах и сечениях и с оформлением отдельных деталей на самом общем виде. Для этих штампов принятие системы только «общие виды» или системы «общие виды плюс полная деталировка» зависит от серийности производства, квалификации и опыта работников штампового цеха и от технической оснащенности этого цеха.
-
Оформление чертежей штампа При оформлении чертежей штампов придерживаются следующих правил: рабочие чертежи штампов должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД); штампуемую деталь, вычерчиваемую в правом верхнем углу общего вида штампа, изображают в том же положении, в каком происходит ее штамповка в данном штампе; если штампуется ограниченная часть детали, то допускается вычерчивать не все ее изображение, а только тот участок, который подвержен обработке; все технические требования, относящиеся к штампуемой детали (технологическое усилие и др.), записывают в зоне, отведенной для чертежа штампуемой детали (в правом верхнем углу); главные и боковые виды (разрезы) штампа изображают к КНП с показом взаимодействия рабочих частей; дополнительные виды (сечения) в отдельных случаях допускается вычерчивать в открытом положении штампа; над^ изображением плана верхней (подвижной) части штампа на чертеже делают надпись «План верха»; если на главных изображениях чертежа фронтальная сторона штампа повернута к проектировщику на угол 90 или 180°, то со стороны работы оператора делают надпись «фронт»: размеры между направляющими колонками и втулками указывают в одном месте, как правило, на нижней (неподвижной) части штампа; к комплекту чертежей на штамп, который закрепляют на прессе без хвостовика, прилагают на отдельном листе монтажный чертеж, определяющий положение штампа относительно осей пресса, состав дополнительных подштамповых и надштамповых плит, детали крепления штампа к прессу и их координаты и, при необходимости, данные о толкателях пневматического (гидравлического) буфера.
-
Детали штампа
-
Детали штампов Штамп вне зависимости от его принципиальной схемы и конструкции состоит, как правило, из неподвижной и подвижной частей. Детали штампов делятся на две основные группы: I группа: детали технологического назначения, т.е. детали, непосредственно участвующие в ТП, взаимодействующие с материалом или изделием. В свою очередь детали технологического назначения делятся на следующие группы: а) рабочие (деформирующие) детали: пуансоны, матрицы, пуансоны-матрицы, ножи, зубила б) фиксирующие (устанавливающие) детали: упоры временные и постоянные, шаговые ножи, ловители, фиксаторы (трафареты), направляющие лотки и планки, боковые прижимы в) прижимающие и удаляющие детали: прижимы, складкодержатели, съемники, выталкиватели, сбрасыватели
-
Детали штампов II группа: детали конструктивного назначения, т.е. детали, которые имеют монтажно-сборочное значение. Детали конструктивного назначения делятся на следующие группы: а) опорные и держащие детали: плиты, хвостовики, пуансонодержатели, матрицедержатели, подкладные пластины, ограничители хода б) направляющиедетали: колонки, втулки, плиты, цилиндры в) детали передачи и перемены рабочего движения: клинья, кулачки, ползушки, шарниры г) крепежные и прочие детали: винты, штифты, зажимы, скобы, пружины и др.
-
Детали штампов Разработка конструкции и изготовление оснастки в современном производстве немыслимы без широкой унификации, стандартизации деталей и узлов, что обеспечивает значительную экономию инженерного труда, способствует снижению себестоимости, изготовления и сокращают время на подготовку производства. Чем больше стандартизованных деталей, тем легче вести работы по проектированию и тем больше возможности перехода на автоматизированное проектирование.
-
Блоки и пакеты штампов
-
Блоки и пакеты Базовыми деталями штампа являются несущие плиты (верхняя и нижняя), которые в комплекте с направляющими элементами образуют блок. Блоки – комплекты верхних и нижних оснований штампов, связанных направляющими устройствами (колонки, планки, цилиндры). Блоки подразделяются на индивидуальные, предназначенные для отдельных штампов, и универсальные или групповые, предназначенные для установки различных сменных пакетов. Пакеты– верхние и нижние комплекты штампов с пуансонодержателями, заготовками матриц и съемниками. В крупногабаритных формоизменяющих штампах в большинстве случаев функцию нижней плиты выполняет матрица, а верхней складкодержатель. Поэтому для этой категории оснастки понятие "блок" отсутствует. Форма плит блока мелких и средних штампов определена стандартами.
-
Типы стандартных блоков Блоки с двумя направляющими применяют в трех основных исполнениях. Применение блока с диагональным расположением колонок (по ГОСТ 13124–75) характерно для штамповки точных деталей из полосы на быстроходных прессах на вырубных и последовательных штампах. Для штамповки мелких точных деталей главным образом из штучных заготовок (пробивные, гибочные, зачистные, вытяжные и комбинированные штампы) рекомендуется осевое (симметричное) расположение колонок в блоке по ГОСТ 13126 – 75.
-
Типы стандартных блоков Для обычной штамповки деталей средней сложности и точности из полосовых и штучных заготовок на вырубных, пробивных, гибочных, вытяжных и комбинированных штампах используются блоки с задним расположением направляющих колонок по ГОСТ 13125–75. Блоки с угловым расположением четырех (реже трех) направляющих колонок применяются для штамповки крупных деталей из больших штучных заготовок, а также для многопозиционных последовательных штампов.
-
Типы стандартных блоков При осевом и диагональном расположении двух колонок в штампе с симметричным рабочим контуром ставятся колонки различного диаметра, что гарантирует от случайной неправильной сборки штампа. Если в четырехколонном блоке рабочий контур симметричен относительно главных осей, то случайный разворот верха на 180 относительно низа можно предотвратить смещением одной колонки на некоторую величину (не менее 5 мм). В условиях мелкосерийного производства можно использовать блоки без направляющих элементов. Совпадение рабочих контуров в штампе обеспечивается пригонкой пуансонов по жесткому съемнику по скользящей посадке или штифтами-пилонами (в виде колонок с уменьшенным диметром).
-
Направляющие элементы
-
Направляющие элементы блока Предназначены для обеспечения совпадения рабочих частей верха штампа с рабочими частями низа. Они должны обладать высокой точностью и жесткостью, стойкостью и удобством в эксплуатации. Эффективности работы направляющих элементов во многом зависит от точности и надежности закрепления колонок и втулок в плиты блока. Требования к точности и жесткости определяются характером технологической операции, величиной зазора между инструментами, а также конструкцией и габаритными размерами штампа. Одним из важных условий является обязательное совмещение колонок со втулками до начала рабочего процесса в штампе.
-
Направляющие элементы блока Направляющие элементы бывают скольжения и качения. Пары скольжения широко применяют во всех штампах (разделительных, формоизменяющих, совмещенных и др.), а качения – в основном в разделительных прецизионных штампах. Направляющие скольжения изготовляют цилиндрическим и призматическими. Массовое распространение получили цилиндрические как наиболее точные и технологичные в изготовлении. Классической, универсальной направляющей парой является комплект из колонки и втулки (6).
-
Направляющие элементы блока Их изготавливают из стали 20 с последующей цементацией поверхностного слоя и закалкой до твердости 55..58 HRCэ. После такой термической обработки колонка становится вязкой внутри и твердой снаружи. Она способна упруго деформироваться и хорошо сопротивляться истиранию в процессе работы штампа (обработка и материал втулок аналогичен). Рабочие поверхности их обрабатывают до Ra0,2..0,4 мкм.
-
Направляющие элементы блока Колонку делают обычно гладкой, а втулку – с канавками для смазки. При выборе колонок и втулок необходимо соблюдать условия: при положении штампа в крайнем верхнем положении колонка не должна терять контакта со втулкой на всем пути движения ползуна (особенно для прессов с относительно малым ходом ползуна не более 150 мм). С этой целью предусматривается втулка с удлиненной выступающей частью l2.
-
Направляющие элементы блока при положении штампа в крайнем нижнем положении колонка не должна доходить до верхней плоскости верхней плиты не менее чем на 5..10 мм. Большинство колонок и втулок изготовляют по системе отверстия. Короткую часть колонок с проточкой запрессовывают в плиту H7/s6, а длинную подгоняют по скользящей посадке со втулкой H7/h6, H6/h5. Однако используют и гладкие колонки, которые спаривают с плитой по системе вала. Преимуществом такой конструкции является возможность обработки ее на бесцентрово-шлифовальных станках.
-
Направляющие элементы блока колонка в отверстии втулки H6/h5 (при s ≤ 0,5 мм), H7/h6 (при s= 0,5..3 мм) и H7/h7 (при s= 0,5..3 мм) колонка в отверстии нижней плиты S7/h5 (при s≤ 0,5 мм) и S7/h6 (при sсвыше 0,5 мм) втулка в отверстии верхней плиты – H7/s6
-
Направляющие элементы блока Относительная длина зоны контакта колонки со втулкой при полном ее заглублении должна быть не менее 2·d, а без втулок – 2,5·d. Последнее объясняется тем, что допускаемые контактные напряжения для чугуна значительно меньше по сравнению с закаленной сталью и, следовательно, требуется относительно большая поверхность контакта. а) б) Направляющие элементы блока используют иногда и для точной фиксации промежуточной, подвижной плиты (съемника). Возможно два варианта фиксации: по колонкам (а) и по удлиненным втулкам (б). Если промежуточная плита выполнена из высокопрочного чугуна, то пригонку осуществляют без втулок, а если из стали, то только с применением втулок.
-
Направляющие элементы блока Основным методом соединения цилиндрических направляющих с плитами блока является запрессовка их с определенным натягом. Минимально необходимая глубина запрессовки (1,2..1,5)·d. От относительной глубины запрессовки направляющего элемента зависит не только прочность соединения, но и его относительное расположение относительно базовой поверхности плиты (отклонение от перпендикулярности). В прецизионных штампах рекомендуется производить запрессовку на глубину не менее 2·d. Прочность соединения гарантируется за счет посадки с натягом.
-
Направляющие элементы блока На тонких плитах, в местах размещения направляющих, рекомендуется устанавливать кольца (фланцы), с помощью которых глубина запрессовки может быть доведена до необходимой. При этом удобнее присоединять их крепежными деталями. Способы наращивания толщины плит
-
Направляющие элементы блока Технология изготовления и сборки направляющих узлов штампа значительно облегчается, когда колонки или втулки устанавливаются в промежуточные державки (втулки), которые крепят к основной плите винтами и фиксируют штифтами. В этом случае плиты можно не наращивать фланцами. Дополнительное крепление направляющих элементов
-
Направляющие элементы блока При плотном касании верхней плиты к плоскости ползуна пресса (что имеет место в большинстве случаев, если не применяется плавающий хвостовик) необходимо предусматривать каналы для выхода воздуха. Надежность работы направляющих узлов во многом зависит от наличия в них смазочного материала. Для смазки направляющей пары скольжения используют преимущественно густую смазку, которую периодически наносят на колонку. Она задерживается в канавках втулки или в отверстии плиты при отсутствии втулки. Широко также применяется метод крепления и точного центрирования с помощью всевозможных клеевых материалов. Применяемые клеи (стиракрил, эпоксидный компаунд и др.) обладают высокими адгезионными свойствами и одновременно являются достаточно прочными, что позволяет наносить их слоем толщиной δ= 0,5..3 мм. Последнее упрощает ТП обработки отверстий в плитах и сборку направляющих элементов.
-
ГОСТы Блоки: ГОСТ 13110-83 – 13125-83 Колонки: ГОСТ 13118-83 Втулки: ГОСТ13120-83(гладкие) и ГОСТ13121–83 (ступенчатые)
-
Хвостовики
-
Хвостовики Хвостовик служит для соединения верхней плиты с ползуном пресса. Существует пять основных видов хвостовиков: с буртиком ГОСТ 16715-71 с резьбой ГОСТ 16716-71 с резьбой и буртиком ГОСТ 16717 – 71 с фланцем ГОСТ 16718 – 71 плавающий ГОСТ 16719 – 71 жесткие
-
Хвостовики Хвостовики с буртиком (а), с резьбой и буртиком (б) и фланцем (в) изготовляют двух исполнений: без центрального отверстия и с центральным отверстием диаметром dо для размещения толкателя. Плавающие хвостовики изготовляют трех исполнений: без центрального отверстия, с центральным отверстием и с центральным отверстием, заканчивающимся в верхней части цековкой под головку толкателя. а) б) в)
-
Хвостовик с буртиком ГОСТ 16715 – 71 Наиболее прочное соединение с верхней плитой из жестких хвостовиков обеспечивает хвостовик с буртиком. Применяется для всех типов блочных и пакетных штампов. Наибольшее применение находит в разделительных штампах при больших усилиях съема материала с пуансона.
-
Хвостовик с фланцем ГОСТ 16718 – 71 Универсальный (по назначению) хвостовик с большим фланцем устанавливают во многих штампах с механическим толкателем пресса и без него. Размер и число крепежных отверстий во фланце зависит от отрывного усилия и конфигурации траверсы. Чаще всего применяют в крупных штампах с направляющими колонками, где хвостовик служит для центровой установки, или в штампах, где по конструктивным соображениям нельзя применить хвостовики другого типа.
-
Хвостовик с резьбовым соединением ГОСТ 16716 – 71 Хвостовик с резьбовым соединением в отличие от рассмотренных конструкций, менее надежен в работе. Применяется в штампах с направляющими колонками главным образом для гибочных, вытяжных и прочих работ. Для вырубных штампов его необходимо стопорить винтом или штифтом. Применяется в тех же условиях, но при этом уменьшается погрешность в перпендикулярности к плоскости штампа, а установка стопорного винта намного удобнее. Хвостовик с резьбой и буртиком ГОСТ 16717 – 71
-
Плавающие хвостовики ГОСТ 16719 – 71 Образуют между ползуном пресса и штампом соединение в виде шарнира, что уменьшает вредное влияние несоосности направляющих ползуна и колонок. Это улучшает работу штампа, повышается его точность и стойкость. Такие хвостовики рекомендуют для разделительных штампов с несмещенным относительно оси штампа центром давления, при двустороннем зазоре между пуансоном и матрицей до 0,05 мм. Широко применяются в разделительных штампах с твердосплавными инструментами.
-
Другие хвостовики Кроме перечисленных выше конструкций хвостовиков, предусмотрены хвостовики с отверстием под пуансон (а) по ГОСТ 16720 – 80 и вильчатые (б) по ГОСТ 16721 – 80. а) б)
-
Пуансоны и матрицы
-
Требования к пуансонам и матрицам простота конструкции и изготовления точность и прочность установки (закрепления) стойкость в эксплуатации легкость сборки и разборки.
-
Пуансоны и пуансонодержатели В ХЛШ применяется большое количество пуансонов различного технологического назначения. Значительная часть из них не является типовой, а зависит от формы и характера штампуемых деталей, например фасонные вырубные, гибочные, формовочные и др. Пуансоны небольшого размера для мелкосерийного производства иногда выполняют заодно с хвостовиком. Пуансоны, применяемые для очень больших штампов (например, гибочных или вытяжных для автокузовных деталей) изготавливают из специальных отливок. Эти пуансоны имеют полки и проушины, за которые крепятся болтами непосредственно к ползуну ил столу пресса.
-
Пуансоны и пуансонодержатели В конструкциях с тонкими круглыми пуансонами, когда размеры рабочего сечения пуансона незначительно отличаются от толщины пробиваемого материала, применяют цилиндрическую втулку, в которую вставляют пуансон. Головка пуансона расклепывается и он удерживается во втулке. Сама втулка имеет буртик, с помощью которого она крепится в пуансонодержателе. При использовании таких пуансонов необходимо между плитой и пуансонодержателем устанавливать стальную закаленную прокладку, которая воспринимает усилие пробивки.
-
Пуансоны для пробивки отверстий Пуансоны для пробивки круглых, квадратных и другой формы отверстий стандартизированы. Наиболее распространенные приведены в таблице. При пробивке отверстий dп= 1..24 мм – пуансон с буртиком по ГОСТ 16621-80.
-
Пуансоны для пробивки отверстий Различают постоянные, сменные и быстросменные пуансоны. Наиболее распространенные сменные пуансоны для пробивных работ приведены в таблице.
-
Быстросменные пуансоны
-
Пуансоны для некруглых отверстий Однако не всегда можно применить посадку по цилиндру. Иногда приходиться прибегать к пригонке более сложных контуров. В этом случае при всем многообразии форм рабочих деталей штампов следует выполнять посадочные места с легко измеряемым контуром. Например, посадочные места у пуансонов с рабочими профилями (в поперечном сечении) приведенными на рисунке, можно всегда выполнить на участке lв виде цилиндра или прямоугольника. Посадочные места упрощенных форм пуансонов со сложным рабочим контуром Это упрощает обработку, а также измерение окна державки и пуансона в зоне посадки.
-
Пуансоны для некруглых отверстий При выборе более технологичной формы поперечного сечения посадочного места пуансона руководствуются следующими положениями: При отношении a/b≤ 2 и наибольшем размере контура a 30 мм, необходимость в применении круглой формы определяют индивидуально. Врезка по овалу, эллипсу и другим трудноизмеряемым контурам не рекомендуется. Посадочные места упрощенных форм пуансонов со сложным рабочим контуром Независимо от того, какую форму посадочного места применяют: круглую или прямоугольную, соответствующие детали необходимо выполнять с переменным сечением. Фиксация положенияпуансона в держателе производится путем посадки фланца с лысками в паз держателя или с помощью фиксирующей шпонки.
-
Пуансоны для некруглых отверстий Для средних и больших пуансонов сложной формы необходимо придерживаться следующих требований: По мере возможности форма сечения пуансона принимается по всей длине одинаковая Посадочная часть пуансона в этом случае должна являться основной деталью. При этом простановку размеров выполняют по системе вала N7/h6
-
Пуансоны для некруглых отверстий Некруглые пуансоны малых размеров закрепляют в пуансонодержателе путем расклепки. Припуск на расклепку a принимают в зависимости от глубины фаски в пуансонодержателе и размеров пуансона. Более крупные пуансоны расчеканивают, т. е. расклепывают без припуска a. Расклепку и расчеканку применяют для штамповки металла толщиной до 4 мм. Посадка – по системе отверстия H7/n6. После расклепки и расчеканки основная установочная база шлифуется с пуансоном в сборе. Глубина посадочного места в пуансонодержателе должна обеспечивать двойную направляющую базу для пуансона (1..2)·dп.
-
Пуансоны для некруглых отверстий Размеры пуансонодержателя в плане принимаются равными размерам площадки блока. Сетка винтов и штифтов – аналогична креплению матрицы. Для предотвращения плиты от смятия предусматривают закаленную стальную подкладную плитку (при σсм>100 МПа) ГОСТ 16673-80. Пуансоны для гибки представляет собой призматическую деталь с соответствующим посадочным местом (крепление в пазу пуансонодержателе). Пуансоны для вытяжки осесимметричной детали ‒ это цилиндрические детали с буртиком и центральным отверстием для выхода воздуха.
-
Матрицы Форма и размеры матрицы определяются формой и размерами штампуемой детали. Типы рабочих отверстий вырубных и пробивных матриц с указанием области применения приведены в таблице. При вырубке и пробивке деталей 5-го класса точности и выше следует применять прижим заготовки.
-
Круглые пробивные матрицы
-
Вырубные матрицы
-
Матрицы Матрицы для пробивки круглых контуров стандартизованы. Матрицы выполняют вставными. Как и пуансоны бывают быстросменные и сменные (закрепляются без буртика по прессовой посадке или с буртиком по переходной). Матрицы для некруглых контуров выполняются из цельной заготовки (при малых габаритах) с учетом обеспечения технологичности изготовления, а более крупные из нескольких частей – секций. Их отличительной особенностью являются наличие труднодоступных участков, из-за которых практически невозможно изготавливать матрицу из монолитной (цельной) заготовки.
-
Секционные матрицы Применение секций повышает технологичность изготовления рабочих частей, облегчая их ТО. В целом трудоёмкость изготовления секционных рабочих частей возрастает по сравнению с несекционными, однако при этом повышается надежность выполнения ТО, и облегчаются шлифовально-отделочные работы. Малогабаритные матрицы с труднодоступными участками, требующих применение секций При повреждении какого-либо элемента штампа заменяется только вышедшая из строя секция, а не матрица целиком. Секционную матрицу закрепляют непосредственно на верхней или нижней плите или с применением монтажной плиты. Для фиксации служат цилиндрические штифты, которые также удерживают секции от сдвига во время разделительных операций.
-
Порядок проектирования цельной матрицы определяют размеры рабочей зоны: при вырубке-пробивке из ленты это размеры детали или размеры зоны рабочих отверстий в последовательных штампах, при штамповке из штучной заготовки – размеры заготовки вместе с установочными элементами определяют габариты матрицы определяют размеры винтов и штифтов определяют расположение винтов и штифтов из условия, что для фиксирования матрицы требуется два штифта, а расстояния между винтами не должно превышать 90 мм выбирается стандартный блок, имеющий рабочую площадку с такими же или большими размерами; в случае принятия блока с большими размерами размеры матрицы увеличиваются до размеров рабочей площадки рассчитывается и принимается высота матрицы
-
Направляющие
-
Направляющие устройства При подаче ленты (полосы) необходимо, чтобы она передвигалась симметрично продольной оси штампа, в противном случае ввиду небольшой ширины перемычек будут иметь место односторонняя рассечка их и неполноценность изделия. Для предупреждения боковых перемещений ленты используют направляющие устройства. В штампах с неподвижным съемником применяют направляющие планки, которые устанавливают между съемником и матрицей. Ширина этих планок зависит от ширины съемника (матрицы) и расстояния между направляющими и определяется конструктивно. Толщину планок hплпринимают в зависимости от высоты упора и толщины материала.
-
Направляющие устройства Обе планки следует шлифовать одновременно с обеспечением их одинаковой толщины для исключения перекоса съемника. В небольших штампах иногда направляющие планки делают заодно со съемником, выполняя в нем продольного паза для прохода ленты. При коротком штампе длина направляющих не обеспечивает продольную устойчивость ленты (лента виляет). Достаточное удлинение направляющих планок и соединение их свободных концов поперечной поддержкой создает необходимую устойчивость. Вынесенные за габариты матрицы направляющие планки с поддержкой называются приемными полками. При установке штампа на пресс, имеющий большое расстояние между подающими клещами, лента между штампом и подающим механизмом провисает. Применение усиленных приемных полок устраняет провисание и создает надлежащее направление. Такие полки располагают с двух сторон штампа. Приемные полки для ленты и полосы
-
Направляющие устройства В рассмотренных конструкциях направления ленты возможно небольшое поперечное перемещение ее, поэтому такие конструкции, как правило, применяются в штампах простого действия. В штампах последовательного действия передвижение ленты должно быть симметрично, иначе изделия могут получаться эксцентричными, неполноценными. Ширина ленты может колебаться в пределах допуска на нее, который обычно значительно больше допускаемой нецентричности изделия. Вредное влияние отклонений ширины ленты можно устранить приданием одной из кромок ее значения базы. В этом случае в штампе принимают за базу ту направляющую планку, которая расположена со стороны базовой кромки ленты. Если обеспечить постоянное прилегание базовой кромки ленты к базовой направляющей планке, то, как бы ни было велико отклонение ширины материала, оно не отразится на центричности изделия.
-
Направляющие устройства Одна из конструкций прижима ленты (а) состоит из двух направляющих планок (одна – базовая), прижимов 1 и пружин 2. В планке, противоположной базовой, выпиливают гнезда для прижимов и пружин. Толщину прижимов и высоту пружин делают на 0,2..0,5 мм меньше толщины планки. Разница в толщинах нужна для свободного перемещения прижима и пружины между матрицей и съемником. Количество прижимов и пружин устанавливается в зависимости конкретных условий штамповки. Пружины обычно подбирают, поэтому следует иметь их набор. Конструкция с более сильными пружинами показана на (б).
-
Съемники
-
Назначение съемников При пробивке, вырубке и вытяжке изделий заготовка или изделие стремится остаться на пуансоне. Чтобы снять их, применяют детали, называемые съемниками. Они задерживают изделие или заготовку при обратном ходе ползуна пресса. По характеру выполняемой работы, влияющей и на конфигурацию и на конструкцию съемников, последние подразделяются на: неподвижные, подвижные и разрубающие. Съемники должны быть достаточно надежными и иметь поверхности (верхнюю и нижнюю), перпендикулярные оси пуансона.
-
Неподвижные съемники Крепятся к неподвижной части штампа (обычно к нижней) и в процессе работы не перемещаются. Съем деталей или отхода сопровождается ударом. При превышении зазора сверх значения, указанного в таблице, происходит затягивание материала в зазор при подъеме пуансона. В случае применения ступенчатого пуансона, у которого Dп – dп > zс, отверстие под пуансон в съемнике следует также выполнять ступенчатым. Неподвижный съемник может быть открытым (козырьковым), закрытым и скобообразным. Неподвижный съемник, предназначенный только для съема отхода полосы с пуансона выполняется с отверстием, повторяющим контур соответствующего пуансона с зазором, определяемым по справочным таблицам.
-
Штамп с консольным жестким съемником Для выполнения операций вырубки-пробивки нередко применяют штампы с консольным (козырьковым) жестким съемником. Подобная конструкция используется, когда ширина обрабатываемой заготовки не лимитирована. В открытую щель съемника можно загружать полосы, ленту, отдельные заготовки или полуфабрикаты и различные отходы. Используется для грубой вырубки из материала толщиной не более 3 мм или при пробивке отверстий в крупных деталях. Недостатком подобной конструкции является неблагоприятная схема нагружения съемника. Возникающий при съеме изгибающий момент требует усиления крепления съемника. Независимо от усилия съема располагать винты только в один ряд не допускается. Их размещают в два ряда с максимальным приближением одного ряда к рабочему контуру штампа.
-
Съемники закрытые и скобообразные Жесткий неподвижный закрытый съемник (а) более безопасен в работе. Скобообразный съемник (б), применяется в основном для съема высоких деталей. а) б) Закрытые съемники при достаточной толщине и хорошей пригонке пуансона к отверстию могут не только снимать изделие (отход) с пуансона, но и центрировать (направлять) последний. В этом случае съемники делают особенно тщательно. Отверстия под пуансоны в съемниках должны быть координированы по отношению к отверстиям в матрице и пригнаны к пуансонам с зазором zc≤ 0,8·z.
-
Съемники подвижные Могут крепиться к верхней или нижней части штампа. Подвижные съемники действуют обычно от пружин (реже – от резины) и обеспечивают плавное снятие. Схема вырубки-пробивки с пружинным съемником применяется в основном для обработки относительно тонких металлов (s3 мм), когда усилие съема материала с пуансона невелико и позволяет без особых трудностей разместить необходимое число пружин 1. В отличие от штампов с жестким съемником обзор рабочей зоны больше, так как значительная площадь зеркала матрицы остается открытой. Планки 3 для направления ленты в штампе выполняют с козырьками (фланцами), которые удерживают ленту в рабочей зоне при подъеме съемника 2. Кроме того, они необходимы для заправки ленты в штамп. В несложных дешевых штампах для небольших партий простых изделий толщиной до 1..1,5 мм применяют резиновый съемник. 1 – резина; 2 – клей
-
Съемники подвижные По сравнению с жестким съемником подвижный не только снимает деталь (отход) с пуансона, но и прижимает заготовку к матрице, что особенно важно при тонком материале. На рисунке показана схема вырубки детали и действие наиболее распространенного пружинного съемника. Слева показана верхняя часть штампа в КВП и справа — в КНП. Конструкция состоит из съемника 1, пружин 2 и винтов 3.
-
Съемники подвижные При штамповке тел вращения съемник делают в виде кольца. Для небольших штампов толщина этого кольца 10..20 мм. Размеры пружин и их количество подбирают в соответствии с силой снятия. Необходимо, чтобы при положении штампа в КВП развиваемое пружинами усилие съемника было, по крайней мере, на 10..15% больше усилия снятия. Винты создают предварительное натяжение пружин и обеспечивают нужное положение съемника. Винты делают ступенчатыми. Размер Н от нижней части головки до заплечика должен быть у всех винтов одинаковым. Глубина гнезда под головку должна быть также одинакова и обеспечивать максимальный ход съемника Н плюс зазор 2..6 мм.
-
Съемники подвижные Ступенчатые винты по ГОСТ 18786-80 и ГОСТ 18787-80 (с заплечиками), завернутые до отказа, позволяют установить съемник без перекосов. Кроме того, между заплечиком и съемником возникает трение, которое препятствует самоотвинчиванию во время работы. Но и применение ступенчатых винтов не гарантирует в процессе эксплуатации штампа надежной фиксации их «рабочей» длины. Ограничение хода подвижных деталей более надежно осуществить с помощью ограничительных втулок.
-
Съемники подвижные Нижняя плоскость съемника в КВП штампа должна быть ниже торца пуансона. При опускании верхней части штампа съемник коснется материала (заготовки) раньше, чем пуансон. Развивая достаточное усилие, съемник будет прижимать материал к матрице. При дальнейшем движении вниз пуансон производит работу, в то время как съемник продолжает все сильнее прижимать материал к матрице. При обратном ходе пуансона, до момента полного выхода его из изделия или отхода 4, съемник остается на месте. Следовательно, снятое ровное изделие остается на матрице.
-
Съемники подвижные На рисунке приведена конструкция съемника для снятия отхода с пуансона-матрицы в совмещенном штампе. Крепление его осуществляется к неподвижной части штампа. Для работы съемника огромное значение имеет положение упругих (пружин, резины и др.) элементов относительно центра давления пробиваемых (вырубаемых) контуров. Необходимо, чтобы оба центра результирующих сил (амортизатора и рабочих контуров) совпадали или были близки друг к другу.
-
Съемники подвижные Сбрасывание вытянутых деталей имеет большое значение, так как неправильное конструирование съемника может привести в негодность хорошо вытянутую деталь. Наиболее простая конструкция съемника для вытянутых деталей это расточка кольцевого уступа на нижней части вытяжной матрицы (а). Съемники для снятия деталей с пуансона при вытяжке их на проход При ходе пуансона вверх изделие, задев краем за уступ матрицы, снимается с пуансона. После того как пуансон пройдет КНП, край вытянутого изделия слегка распружинит, и его диаметр станет больше рабочего диаметра матрицы. Эта конструкция проста, но применяется для материалов толще 0,5мм. При меньшей толщине изделие может быть втянуто обратно в матрицу, в результате чего изделие заклинивается и сминается. а) б)
-
Съемники подвижные Изделия небольшой толщины хорошо снимаются при помощи секционно-кольцевого съемника, состоящего из 4..6 сегментов и спиральной пружины, охватывающей все сегменты или полуколец и кольцевой пружины. Гнездо под сегменты по высоте должно быть на 0,2..0,3 мм больше толщины самого сегмента. Применяются такие съемники для вытяжки деталей диаметром не более 100 мм. При вытяжке сегменты раздвигаются вытягиваемым изделием. Как только борт изделия опустится, сегменты под действием пружины сомкнутся. При обратном ходе пуансона сегменты снимают изделие с пуансона. Вместо сегментов иногда применяют 3..4 ползушки (б). В этом случае на каждую ползушку действуетсвояпружина сжатия 2, заставляя ползушку перемещаться к центру матрицы. Диаметр расположения рабочих частей съемника должен быть чуть меньше диаметра пуансона. Съемники для снятия деталей с пуансона при вытяжке их на проход а) б)
-
Удаление отхода путем разрубки При вырубке из кружка диска меньшего диаметра, обрезке неровностей бортика вытяжки или при других аналогичных работах отход в виде кольца остается на пуансоне. Зачастую условия работы или конструкция штампа, а также экономические соображения не позволяют применить один из рассмотренных съемников. В этом случае отход разрубается на два, три или четыре отдельных сегмента и легко удаляется. Для разрубки служат пуансоны-зубила. Во избежание поломок пуансонов-зубил о матрицу необходимо, чтобы в КНП расстояние от их режущей части до верхней плоскости матрицы равнялось 2..6 мм. Тогда разрубка будет происходить по заполнении этого расстояния отходами. После заполнения за каждый рабочий ход разрубается один отход.
-
Варианты конструкций съемников
-
Выталкиватели
-
Конструирование выталкивателей Для выталкивания из штампа вырубленных заготовок (отходов) предусматривают специальные выталкивающие устройства. Например, в вытяжном штампе ставят кроме съемника еще и выталкиватель. Первый снимает изделие с пуансона, последний выталкивает его из матрицы. Выталкиватели обычно встречаются подвижные, но по характеру действия бывают двух видов: ударного действия и плавного действия. Выталкиватели ударного действия работают от поперечины пресса. На рисунке показано положение в КВП, а справа — в момент начала выталкивания. Конструкция состоит из толкающего стержня 1, толкающего диска (траверсы) 2, толкателей 3 и кольцевого выталкивателя 4. Траверса 2 передает толчок промежуточным толкателям 3.
-
Конструирование выталкивателей Длина всех трех толкателей должна быть выдержана точно, иначе возможен перекос выталкивателя. Последний обычно делается с буртиком, предохраняющим его от выпадания. Нижняя плоскость выталкивателя у штампа в КВП должна быть ниже торца пробивного пуансонами вырубной матрицы 6. В момент вырубки-пробивки изделие, вошедшее в матрицу 6, приподнимает выталкиватель и все связанные с ним детали. При обратном ходе поперечина пресса будет остановлена в своем движении вверх упорными болтами, закрепленными в приливах станины. Остановкой создается как бы толчок-удар для всей выталкивающей системы. В результате толчка и дальнейшего подъема матрицы изделие из нее будет вытолкнуто.
-
Конструирование выталкивателей Диаметр толкателя 1 принимают конструктивно или по ГОСТ 18780-80 . Верхний конец толкателя должен выступать над торцом хвостовика на такое расстояние, чтобы было обеспечено соприкасание торца толкателя с коромыслом (или другим выталкивающим элементом) выталкивающего устройства, размещенного в ползуне пресса. В отверстии верхней плиты толкатель должен проходить свободно. В качестве промежуточных толкателей 3 применяют специальные гладкие стержни или штифты с полем допуска d9. Траверсы 2 выполняются круглыми по ГОСТ 18777-80. Круглые траверсы могут иметь также форму усеченного конуса. При необходимости применяют трехопорные и четырехопорные траверсы по ГОСТ 18778- 80 и 18779-80.
-
Конструирование выталкивателей Выталкиватели плавного действия выполняют те же функции, но сила выталкивания прилагается не мгновенно, в виде толчка, а постепенно. В конструкции штампа на предыдущем слайде применен и выталкиватель ударного действия 4, и выталкиватель плавного действия 7. Необходимость в последнем возникает в том случае, если отход в виде диска не может быть удален путем свободного его падения через провальные отверстия в матрице, нижней плите и столе пресса. На рисунке показана конструкция с выталкивателем плавного действия. Выталкиватель 1 все время находится под действием пружины 2. Буртик выталкивателя обеспечивает совпадение торца его с зеркалом матрицы, что важно для передвижения материала. Сила пружины в предварительно натянутом состоянии должна быть на 10..15% больше силы снятия.
-
Конструирование выталкивателей При достаточно большой силе снятия бывает конструктивно невозможно разместить пружину или несколько пружин требуемого размера в гнезде матрицы. В этом случае пружину выносят под штамп, вниз, создавая под ним буфер. Применяя подвижный съемник 3 в сочетании с толкателем 1, можно вставить вырубленное изделие обратно в ленту. Пуансон, произведя вырубку, поднимается. Вслед за ним под действием выталкивателя поднимается до плоскости ленты и вырубленное изделие. Так как лента еще некоторое время прижата съемником 3 к матрице, то вырубленная деталь, несмотря на сопротивление трения, войдет в свое гнездо.
-
Отлипатели В штампах совмещенного действия для материала толщиной s0,6 мм рекомендуется применять отлипатели. Материал к торцу пуансона прилипает прежде всего при наличии тонкой, масляной пленки, являющейся хорошей связывающей средой между пуансоном и вырезанным материалом. Простейший способ отделения заготовок от пуансона – это с помощью подачи сжатого воздуха через отверстия в пуансоне. Шариковый отлипатель Иногда достаточно иметь каналы (без подачи воздуха), устраняющие вакуум между штампуемым материалом и торцом пуансона. Однако чаще применяют отлипатели, работающие от пружин, резины и других упругих элементов. На рисунке справа показан отлипатель с пружинами. Отлипатели стандартизованы: ГОСТ 24532-80.
-
Буферные устройства
-
Буферные устройства При штамповке на кривошипных прессах простого действия для работы прижимного кольца штампа, выталкивателя и съемника отхода необходимо специальное буферное устройство, представляющее собой сборочную единицу пресса или штампа. Конструкция и размеры буферов и держателей буферов для штампов листовой штамповки регламентированы ГОСТ. Конструктивное исполнение буферов может быть с провальным отверстием для удаления отходов и без него.
-
Пружинный буфер У такого буфера элементом, развивающим необходимое усилие (рабочим органом), является пружина. Пружину устанавливают после предварительного сжатия, которое обеспечивает требуемое давление пружины уже в самом начале операции. На рисунке L – длина пружины в свободном состоянии, L1 – длина предварительно сжатой пружины, L2 – длина пружины по окончании вытяжки. Ориентировочно усилие предварительного сжатия принимают равным половине полного сжатия пружины Fпс = 0,5·F. 1 – пружина сжатия; 2 – подвижная шайба; 3 – неподвижная шайба; 4 – стержень; 5 – гайка; 6 – контргайка При переналадке пресса в связи с переточкой инструмента по мере его изнашивания, а также с возможной неточной настройкой пресса по закрытой высоте сжатие пружины должно иметь определенный запас до 0,15·F.
-
Пружинный буфер С учетом этого рабочее сжатие пружины Fр составляет 0,35·F. Зная рабочий ход штампа (например, при вытяжке, равной высоте вытягиваемой детали), определяют полное сжатие пружины: F = Fр/ 0,35 ≈ 2,9 · F Максимальное усилие пружины при полном ее сжатии F определяют путем экстраполяции, исходя из условия линейного изменения усилия сжатия пружины от нулевого до максимального значения: Ртах = Рпс(F / Fпс) ≈ 2 · Рпс 1 – пружина сжатия; 2 – подвижная шайба; 3 – неподвижная шайба; 4 – стержень; 5 – гайка; 6 – контргайка По силовому Рmах и деформационному F параметрам пружину подбирают, используя ГОСТ 18793-80. Расчет винтовых цилиндрических пружин выполняют по стандартной методике. Пружины изготовляют из стали 65Г или 60С2А и закаливают в масляной ванне с последующим отпуском на твердость 38..45 НRСэ.
-
Резиновый буфер Состоит из резинового кольца 1, стальных подвижной 2 и неподвижной 3 шайб, между которым находится резина, стержня 4, на котором она монтируется и который соединяет буфер со штампом. Толкатели опираются на подвижную шайбу буфера. Для изменения усилия буфера служит гайка 5, сидящая на резьбовом конце стержня. Пружины (кольца) изготовляют из маслобензостойкой резины по ГОСТ 7338-77, имеющей твердость по Шору 50..70 единиц и из полиуретана СКУ-7, с твердостью по Шору 76..80 единиц. Полиуретановые пружины (кольца) регламентированы ГОСТ 22201-83. Недостаток резиновых буферов ‒неравномерность развиваемого ими противодавления по мере сжатия.
-
Буферные устройства Современные кривошипные прессы простого действия, как правило, имеют пневматические буферные устройства (подушки), которые создают постоянное противодавление до 10% номинального усилия пресса. При отсутствии подушки буфер предусматривают при проектировании штампа как сборочную единицу. Рабочим органом буфера служит пружина (винтовая цилиндрическая, тарельчатая, резиновая или полиуретановая). Буфер прикрепляют непосредственно к нижней плите штампа или устанавливают его при помощи специального держателя в подштамповой плите пресса.
-
Крепежные изделия
-
Крепежные изделия Учитывая циклическую работу штампа со знакопеременным нагружением деталей и узлов, к выбору способу крепления предъявляются повышенные требования. Номенклатура крепежных деталей в штампах должна быть ограниченной. В большинстве конструкций можно обойтись тремя типами крепежных деталей: винт с внутренним шестигранником по ГОСТ 11738-72, винт со шлицем по ГОСТ 17475-72 и цилиндрический штифт по ГОСТ 3128-70.
-
Винты со шлицем ГОСТ 17475-72 Винты со шлицами применяют только в случае крайней необходимости: при креплении тонких деталей типа прокладок, подкладок, неподвижных фиксаторов и т. п. Для основного крепления винты со шлицами применять не следует, т.к. они не обеспечивают достаточного натяга в соединении. Кроме того, первоначальная прямоугольная форма шлицев на головках винтов сохраняется недолго.
-
Цилиндрические штифты ГОСТ 3128-70 Штампы подвержены относительно частой сборке-разборке, поэтому и установочные штифты часто выколачивают. Штифты служат не только для правильного центрирования деталей при сборке, но и для восприятия боковых нагрузок во время работы штампов (гибочные несимметричные матрицы, сборные матрицы и др.). Диаметры штифтов обычно принимают значительно больших размеров, чем диаметры, полученные расчетом на срез, и, как правило, не менее 6 мм (штифты малых диаметров при большой их длине могут быть погнуты). Изготавливают штифты цианированными или цементированными из стали А12, твердость 56..59HRCэ
-
Цилиндрические штифты ГОСТ 3128-70 Для небольших штампов высокой точности и, особенно, для составных (сборных) матриц и пуансонов, хорошую фиксацию деталей можно получить, применяя легкоплавкий сплав. В этом случае диаметр отверстия в спариваемых деталях делается на 2..4 мм больше диаметра штифта, производится точная установка спариваемых деталей, штифт вставляется в свое гнездо, и в зазор между отверстием и штифтом заливается сплав, Демонтаж штифтов осуществляется или путем выплавки сплава (100..120°С), или путем выколотки их.
-
Количество крепежных деталей Число и диаметр деталей крепления назначают исходя из трех факторов: силового, конструктивного и масштабного. Силовой фактор — расчет возникающих усилий в рабочих и вспомогательных узлах штампа. Конструктивный фактор включает решение вопросов рациональной планировки крепежных деталей штампа. Нередки случаи, когда по конструктивным соображениям приходится отходить от силового фактора, размещая большее число крепежных деталей или увеличивая габариты деталей штампа. Масштабный фактор влияет на размеры крепежных деталей. Например, в больших штампах, когда толщина плит измеряется сотнями миллиметров, несоразмерно будет выглядеть крепление винтами диаметром 8..10 мм, хотя по силовому расчету они обеспечивают надежность соединения.
-
Размеры крепежных деталей Длина винтов не должна превышать норм, установленных практикой. В противном случае не будет достигнут силовой эффект, т.к. при чрезмерно большой длине винта при его завертывании возникает недопустимая величина скручивания. Рекомендуется применять винты с длиной, не превышающей восемь его диаметров (8·d). Нормальная глубина завинчивания a = (1,5..2)·d (а). Излишняя длина нарезанной части винта не усиливает крепления. Для тонких деталей резьбу нарезают на всю толщину собираемой детали. В толстых массивных деталях отверстия под резьбу сверлят на глубину несколько превышающую длину нарезанной части винта (примерно на d/2).
-
Размеры крепежных деталей Соединение верхней плиты штампа 1 с пуансонодержателем3 показано на рисунке а (с прокладкой 2 и без нее). В небольших штампах пакетом соединяются детали и нижней части штампа: плита 1, матрица 2, направляющие планки 3 и съемник 4 (б). В крупных штампах кроме данного соединения применяются парные соединения нижней плиты и матрицы со съемником. Соединение нижней плиты 1 и высокой матрицы 2 можно осуществить по варианту (в). Глухие отверстия применяют только для вытяжных и формовочных матриц, в которых недопустим выход отверстия на рабочую поверхность матрицы.
-
Размеры крепежных деталей В случае когда величина с ≥ 2·dвыполняется рассверловка отверстия диаметром d + 2 (в). Число винтов определяют из условия, что расстояние между двумя ближайшими винтами не должно превышать 90 мм. Для предотвращения ослабления крепления узла устанавливают пружинные шайбы по ГОСТ 6402-70.
-
Установка штифтов Фиксация сборочного узла штампа обычно обеспечивается с помощью двух цилиндрических штифтов. Это число является оптимальным. Однако при большой длине деталей требуется ставить три или четыре штифта. Необходима совместная обработка отверстий под штифты. Изготовление глухих отверстий под установочные штифты не допускается. Глубина внедрения штифта в деталь такая же, как и для винта – достаточна в пределах a = (1,5..2)·dш. В толстых деталях (плитах) рекомендуется несопрягаемую со штифтом часть отверстия делать большего диаметра.
-
Установка штифтов В результате уменьшается глубина отверстия, подвергающегося развертыванию, и облегчается выпрессовка штифта. На рисунке (а) показано крепление штифтами верхней плиты 1 с пуансонодержателем3 и прокладкой 2. Возможно раздельное крепление деталей (б), позволяющее снимать для ремонта или перешлифовки отдельные детали или узлы (например пуансонодержатель вместе с секциями составного пуансона), не нарушая их взаимной связи.
-
Установка штифтов На рисунке (в) показано крепление для нижней части штампа: крепление нижней плиты 2 с матрицей 1 или с матрицедержателем3. На рисунке (г) приведен вариант раздельного крепления деталей, позволяющий снять для ремонта или перешлифовки целиком матрицедержатель вместе с секциями составной матрицы. В обоих случаях при применении фиксатора или неподвижного съемника последние крепятся с данным узлом отдельно. Рассверловка отверстия диаметромd+2 применяется в случае с≥2·d.
-
Установка штифтов При использовании цельных матриц применяется общее крепление всех деталей нижней части штампа: плиты 1, матрицы 2, направляющих планок 3 и съемника 4 (д). Крепление одним штифтом используется в небольших штампах пакетного типа. крепление двумя штифтами применяется в более крупных пакетных штампах и штампах с направляющими колонками и позволяет при разборке штампа выбить только один штифт, не разъединяя оставшиеся части штампа.
-
Установка штифтов Планируя размещение крепежа на рабочих деталях, подвергаемых закалке до высокой твердости, необходимо соблюдать нормы максимально допускаемых толщин стенок (перемычек), установленных практикой в зависимости от толщины соответствующих деталей и от диаметра винтов, штифтов.
-
Установка штифтов Оптимальным вариантом эффективного применения штифтов является фиксация с их помощью одновременно двух или трех деталей. Применение промежуточной тонкой детали (например, прокладки), в которой отверстия под крепежные детали выполняют с зазором 0,5..1 мм, не оказывает существенного влияния на качество соединения. По аналогии с винтом длина штифта также не должна превышать 8·d. При наличии более трех относительно высоких деталей штампа их фиксирование целесообразно выполнять ступенями, последовательно группируя их по две детали.
-
Установка штифтов При соединении двух сырых деталей производится совместное сверление их с последующей обработкой разверткой. При соединении сырой детали с закаленной отверстия в последней обрабатывают разверткой до закалки. После закалки отверстия в зависимости от их размеров зачищают или шлифуют. Расстояние между отверстиями в матрице при ТО может изменяться, в сырой плите координаты отверстий остаются неизменными. Учитывая, что плита намного долговечнее матрицы, следует применять соединение, в котором в уже закаленную матрицу (б) запрессовывают сырую втулку. Затем, спарив матрицу с плитой, производят совместную обработку отверстия под штифт в плите и втулке.
-
Упоры и шаговые ножи
-
Упоры и фиксаторы-ловители При подаче ленты необходимо точное ее перемещение на величину шага. Если материал подается валками или клещами, то для последовательных штампов допустимая неточность подачи может быть выправлена фиксаторами-ловителями. Для штампов простых и совмещенных точность механической подачи вполне достаточна. При ручной подаче ленты для точного шага в штампах простых и совмещенных применяют постоянно действующие упоры. В штампах последовательного действия для тех же целей применяют боковые ножи или заменяющие их разовые (предварительные) и постоянно действующие упоры и фиксаторы-ловители.
-
Постоянно действующие упоры Бывают неподвижные (неутопающие) и подвижные (утопающие). Подвижные упоры обеспечивают более высокую производительность. Наиболее простой по форме и исполнению упор представляет собой штифт ступенчатой формы (I). Меньшим диаметром он закреплен в матрице. Чем больше разница диаметров, тем дальше расположено отверстие для него в матрице от режущей части, тем прочнее матрица. Упор обычно ставят за рабочим переходом. Такое расположение не увеличивает габаритов матрицы и, кроме того, в него упирается еще не пробитая, а значит, более прочная лента.
-
Постоянно действующие упоры Для передвижения ленты достаточно ее приподнять над упором и немного продвинуть; упор войдет в отверстие ленты. После этого ленту продвигают до соприкосновения с упором. Эти упоры непригодны для вырубок диаметром меньше 8..10 мм. Можно упор поставить через шаг от рабочей кромки матрицы. В этом случае в качестве упора берут цилиндрический штифт; прочность матрицы выше, но увеличиваются ее габариты, что нежелательно и не всегда возможно. Ступенчатый цилиндрический упор делают по ГОСТ 18740-80.
-
Постоянно действующие упоры Применяют и другую конструкцию упора (II), ось которого отстоит далеко от режущей кромки матрицы, что достигается благодаря Г-образной его форме (ГОСТ 18745-80). Так как верхняя часть упора несимметрична, то он фиксируется штифтом, для которого в матрице делается соответствующая прорезь. Упор этого типа позволяет вырубать изделия из ленты и без поперечной перемычки. Также еще есть неутопающие упоры со скосом по ГОСТ 18744-80 и грибковые упоры по ГОСТ 18743-80.
-
Постоянно действующие упоры Если матрица закреплена в верхней части штампа, а пуансон с подвижным съемником — в нижней, необходимо применять утопающий упор (IIIи IV). При передвижении так же, как и в предыдущих случаях, ленту необходимо перекидывать через упор. В момент вырубки матрица, нажимая на верхний торец упора, заставляет его частично прятаться в съемник.
-
Постоянно действующие упоры При конструировании упоров как неподвижных, так и утопающих следует учитывать силу инерции при подаче особенно толстых полос. Слабые упоры, даже при нормальной подаче, могут быть сбиты. Конструктивные размеры упоров должны обеспечивать их надежность. Неподвижные упоры при штамповке необходимо видеть, поэтому в неподвижных съемниках над упорами делают вырезы. Качество и прочность съемника от этого не снижается, но благодаря вырезам достигается удобство в работе и увеличивается производительность.
-
Расположение упоров при штамповке широких изделий При вырубке широких изделий, особенно из тонкого материала, упор, поставленный в середине, не обеспечивает правильного перемещения ленты (а). Это объясняется тем, что сила, с которой прессовщик подает ленту, во много раз больше силы, необходимой для изгиба перемычки, и прессовщик не почувствует момента начала изгиба. Чтобы устранить это явление, ставят не один упор в центре, а два — по краям (б).
-
Утопающие подвижные упоры Переброска полосы через упор задерживает темп работы и утомляет оператора. Решить эту проблему можно, применив подвижные упоры. Подвижные упоры включают упоры двойного и прямого движения ленты (полосы). При работе с упорами двойного движения ленту необходимо каждый раз продвигать вперед больше чем на шаг, а затем—незначительно назад. Работая с упорами прямого движения, ленту продвигают только в одном направлении — вперед. Применяются также другие конструкции утопающих подвижных упоров. Например, с пластинчатой пружиной по ГОСТ 18752-80. Подвижный упор двойного (прямого и обратного) движения полосы I - с направляющей планкой II – с направляющим кронштейном
-
Утопающие подвижные упоры При работе с упорами двойного движения производительность будет несколько ниже, чем с упорами прямого движения. Вместе с тем он удобен при работе с тяжелой толстолистовой полосой. Обычно его используют при подаче полосы не справа налево, а от себя. При серийном и массовом производстве упоры прямого движения, несмотря на их относительную сложность, следует предпочесть упорам двойного движения. При двухрядном раскрое материала, требующемся при штамповке поворота полосы, разделительные штампы дополняют временными упорами. Последние устанавливаются на нижней плите блока с фронтальной стороны на расстоянии от рабочего контура матрицы, кратном шагу подачи.
-
Временный (разовый) упор Один из вариантов такой конструкции приведен на рисунке. Временный упор в виде рычага 1 с шарнирным соединением. При нажатии на левое плечо упор приводится в рабочее положение. После освобождения левого плеча, разовый упор от тяжести правого плеча поворачивается по часовой стрелке, занимая нейтральное положение (на рисунке показано пунктирной линией). Штифт 2 контролирует рабочее и нерабочее положения. Временным упором пользуются только при первом ударе после поворота полосы с вырубленными отверстиями в первом ряду (обозначены I), полученными в этом же штампе.
-
Временный (разовый) упор Разовые упоры применяют и в штампах последовательного действия, в которых контроль за первоначальным передвижением ленты постоянными упорами осуществлен быть не может. Он осуществляется разовыми (предварительными) упорами, которые расположены в штампе между съемником и матрицей или встраиваются в направляющую планку. Подавая ленту в штамп, вначале необходимо ввести ее только в зону первого перехода. После первого рабочего хода ленту нужно продвинуть точно на величину шага подачи в зону второго перехода и так столько раз, сколько переходов содержит штамп. Установка разовых упоров: а) с пружиной возврата ГОСТ 18741-80 б) без пружины ГОСТ 18742-80
-
Упоры в последовательных штампах На первом переходе производится пробивка центрального отверстия, на втором – пробивка угловых отверстий, на третьем – пробивка пазов и на четвертом – вырубка детали. До передвижения ленты на первый переход упор этого перехода нажатием пальца на его наружный торец выдвигают на 2..6 мм в рабочую зону штампа. Торец упора выйдет за пределы направляющей планки и ограничит продвижение ленты. Палец отпускают, и упор пружиной возвращается в исходное положение. Совершается рабочий ход.
-
Упоры в последовательных штампах После операции па первом переходе ленту продвигают до упора второго перехода. Рабочий торец упора так же, как в первом случае, на время выходит за пределы направляющей планки. Так поступают столько раз, сколько переходов имеет штамп без одного. Конец ленты, последовательно пройдя все переходы, вступает в контакт с постоянным упором. После этого для данного рулона ленты или полосы предварительные упоры не используют. За каждый ход ползуна пресса получается готовая деталь. Расстояние между рабочими торцами предварительных упоров должно быть равно шагу подачи материала. Разовые упоры по ГОСТ 18742-80 встраиваются в направляющую планку и перемещаются без помощи пружины.
-
Шаговый нож в последовательных штампах В штампах последовательного действия вместо нескольких предварительных упоров можно применить один шаговый нож. Шаговые ножи, повышая точность шага подачи ленты, увеличивают отход материала, так как небольшая ширина кромки ленты обрезается и на эту ширину обрезки увеличивают ширину ленты. Расположение шагового ножа в штампе: М – выступ (упор) на направляющей планке N – уступ ленты А – шаговый нож со скошенным рабочим торцом LП– шаг подачи ленты 1 – контур изделия; 2– направляющие планки 3 – шаговый нож Конец ленты, вставляемый в направляющие штампа, торцом упрется в выступ (упор), находящийся на направляющей планке.
-
Шаговый нож в последовательных штампах Затем производят ход ползуна, во время которого одновременно пробивается отверстие (для данного изделия) и обрезается часть кромки ленты, но длине равная шагу подачи материала. После чего ленту продвигают до нового контакта уступа ленты с выступом (упором) на направляющей планке, т. е. на шаг подачи. Расположение шагового ножа в штампе: М – выступ (упор) на направляющей планке N – уступ ленты А – шаговый нож со скошенным рабочим торцом LП– шаг подачи ленты 1 – контур изделия; 2– направляющие планки 3 – шаговый нож И так для всей ленты или полосы. Для большего повышения точности шага подачи применяют два шаговых ножа, которые устанавливают с двух сторон ленты на разных переходах.
-
Шаговый нож в последовательных штампах Во время отрезки кромки ленты ножом, у которого рабочий торец параллелен зеркалу матрицы, возможен сдвиг ленты в сторону, обратную подаче, и, как следствие, понижение точности шага подачи. Для устранения такого явления рабочий торец ножа 3 делается со скосом. Расположение шагового ножа в штампе: М – выступ (упор) на направляющей планке N – уступ ленты А – шаговый нож со скошенным рабочим торцом LП– шаг подачи ленты 1 – контур изделия; 2– направляющие планки 3 – шаговый нож В этом случае возникает боковое усилие и поэтому сечение шагового ножа и закрепление его необходимо делать надежные и, кроме того, желательно создать опору - направление в зоне рабочего торца шагового ножа.
-
Упор в последовательных штампах В штампах последовательного действия с расположением подвижного съемника в верхней части можно применять упрощенный разовый упор. В этом случае в матрице сверлят небольшие отверстия с шагом, равным шагу подачи, вставляют в первое отверстие штифт (предварительный упор) и передвигают до него ленту. Когда лента установлена, штифт вынимают и производят рабочий ход. Затем штифт вставляют во второе отверстие, и так до тех пор, пока не вступит в действие постоянный упор.
-
Фиксаторы
-
Фиксаторы При штамповке вырубленных или отрезанных заготовок, укладываемых на зеркало матрицы вручную, приходится базировать деталь по ранее обработанным поверхностям (например, наружный контур, часть его или отверстие). Для точной и быстрой установки штучных заготовок (как плоских, так и деформированных) по оси пуансона и матрицы применяют фиксаторы (трафареты). I– для вырубленных небольших и средних заготовок II– для вырубленных крупных заготовок III– для заготовок, отрезанных на ножницах 1 – заготовка; 2 – фиксаторы
-
Фиксаторы Фиксаторы, как правило, выполняют так, что только часть контура заготовки имеет с ними контакт (за исключением тел вращения), а иногда, при круглых фиксаторах, имеет место даже точечный контакт. При подаче в штамп заготовок, отрезанных на ножницах или в универсальных отрезных штампах, у которых размеры контура недостаточно точные, следует заготовки фиксировать по двум пересекающимся базам с поджатием заготовки к ним (III). I– для вырубленных небольших и средних заготовок II– для вырубленных крупных заготовок III– для заготовок, отрезанных на ножницах 1 – заготовка; 2 – фиксаторы
-
Фиксаторы Для фиксации на ранее пробитые отверстия или пазы следует выбирать по возможности наиболее отдаленные друг от друга точки (отверстия). При наличии одновременно круглых и некруглых отверстий предпочтение отдается первым. На рисунке приведен пример крепления круглого фиксатора для установки заготовок по ранее полученным отверстиям. Угол наклона заходной части рекомендуется выполнять в пределах β= 15..30. Высота фиксирующего пояска зависит от толщины материала: Излишняя высота пояска затрудняет укладку и съем деталей. Высота заходной части должна быть не меньше 2·h.
-
Фиксаторы Для штампов разделительных операций применяют фиксаторы, устанавливаемые на пуансоне, которые центрируют ленту по ранее пробитым отверстиям, которые могут быть отверстиями самого изделия или пробиваемыми в ленте специально для фиксаторов. Фиксаторы, центрирующие по специально пробитым отверстиям, как правило, бывают цельными и закрепляются в пуансонодержателе на буртике ГОСТ 18773-80. При малом диаметре и большой длине фиксатор для усиления делается ступенчатым.
-
Фиксаторы Способов закрепления их в пуансоне достаточно много и зависят они от диаметра фиксируемого отверстия и толщины материала. Типы фиксаторов (ловителей) показаны на рисунке. 1 – вырубной пуансон; 2 – ловитель
-
Фиксаторы Фиксаторы-ловители могут применяться во всех видах штампов, но в штампах последовательного действия они являются непременной деталью (рисунок). В этих штампах ловители ставят как на последнемпереходе, так и на всех переходах. 1 – пробивной пуансон (1-й переход); 2 – вырубной пуансон (2-й переход); 3 – ловитель
-
Спасибо за внимание!!!
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.