Инструмент для штамповки деталей

Применяемые для штамповки рабочие машины называются прессами, а рабочие инструменты — штампами.

Наибольшее применение нашли кривошипные и гидравлические прессы. Для операций вырубки и пробивки применяют прессы простого действия с небольшим ходом ползуна, а для операции вытяжки — прессы двойного или тройного действия с большим ходом ползуна (имеющие два или три ползуна).

Штамп — металлическая форма, состоящая из двух частей (матрицы и пуансона), в которой имеются полости, соответствующие конфигурации изготовляемой детали. Эти полости называются ручьями. Штампы подразделяются на простые и комбинированные.

Штамп простого действия (рис. 9.12) за один ход пуансона выполняет только одну операцию — вырубку. Матрица 1, имеющая вид плоского кольца из легированной или углеродистой стали, крепится к плите 2 с помощью винтов 3 и штифтов 4. Пуансон 15 обычно в виде цилиндрического стержня установлен в пуансонодержателе 14, который крепится в плите 13. Закаленная и шлифованная прокладка 11 и резиновое кольцо 10 обеспечивают правильную установку пуансонодержателя. При штамповке заготовку помещают между пуансоном и матрицей. Пуансон вдавливает заготовку в углубление или отверстие матрицы, и заготовка принимает форму и размеры, соответствующие форме и размерам пуансона и матрицы. Центрирование и постоянство расположения пуансона относительно матрицы обеспечивается направляющими колонками 8 и втулками 7, по которым они скользят. Хвостовик 12 служит для закрепления верхней части штампа в ползуне пресса. Направление штампуемого материала осуществляется штифтами 5, а правильность положения в начале работы — упором 6. Сбрасыватель 9 служит для удаления детали из штампа.

Для обеспечения чистоты поверхности детали, уменьшения количества заусенцев и предотвращения налипания материала штампуемых деталей на стенки матрицы рекомендуется применять штампы, у которых быстроизнашивающиеся кромки пуансона и матрицы армируются твердыми вольфрамово-кобальтовыми металлокерамическими сплавами (например, ВК-20, ВК-20М, ВК-8). Такой инструмент называется твердосплавным.

Комбинированные штампы совмещенного или последовательного действия позволяют выполнять несколько различных технологических операций штамповки.

Совмещенные штампы на одной рабочей позиции при неизменном положении заготовки одновременно производят несколько операций (например, вырубку, вытяжку и пробивку заготовки) и за один ход пресса получается готовая деталь или полуфабрикат.

Последовательные штампы производят несколько операций (например, вырубку, отрезку, гибку) на разных рабочих позициях с перемещением штампуемого материала с позиции на позицию после каждого удара пуансона. Последовательный штамп представляет собой набор различных операционных штампов, собранных в одном блоке и расположенных по ходу технологического процесса штамповки. За один удар штамп выполняет все операции, необходимые для изготовления детали, но на разных переходах.

Для уменьшения трения между заготовкой и поверхностью штампа применяют различные смазки. Это обеспечивает хорошее скольжение между рабочими частями штампа. Они также служат для повышения износостойкости штамповочного инструмента, предотвращения налипания материала деталей на инструмент; обеспечения высокого класса чистоты поверхности штампуемых деталей, охлаждения трущихся поверхностей детали и инструмента, снижения напряжений в материале деталей и предотвращения образования на них рисок, надиров и других дефектов.

Смазки не должны химически взаимодействовать с материалом рабочего инструмента и материалом детали, должны иметь оптимальную величину вязкости, хорошую адгезию к поверхности детали и инструменту, легко удаляться (отмываться) с поверхности готовых деталей, в них не должно быть ядовитых компонентов, способных вызвать повышенное газовыделение в вакууме и отравление катодов в приборах.

В качестве смазок рекомендуется применять: минеральное, например машинное, масло (при штамповке ковара, молибдена, вольфрама); эмульсионные и мыльные составы (при штамповке При штамповке должна быть обеспечена высокая точность размеров деталей: обычно допускаемые отклонения не должны превышать 2 — 10 мкм; шероховатость поверхности лежит в пределах 2,5 — 0,63 мкм.

Эти показатели обеспечиваются комплексом мер: повышенными требованиями к точности инструмента, в частности применением твердосплавных инструментов; расчетом и подбором оптимальных зазоров между матрицей и пуансоном; применением эффективных смазок; оптимальными температурными, временными режимами и средами предварительного и промежуточного отжигов; подбором оптимальных методов и режимов предварительной механической обработки (ковки, прокатки, волочения); применением совмещенных штампов; широким использованием дополнительных операций калибровки, правки, зачистки и других операций; комбинированием штамповки и обработки резанием; оптимальным подбором режимов травления, полирования и пассивации деталей, в том числе применением абразивной галтовки деталей; использованием современных высокоэффективных способов штамповки (гидропластом, взрывом, резиной, гидроэкструзией и др.).

Существуют автоматические установки для изготовления деталей методами штамповки. Автоматизация штамповки внедряется по четырем направлениям:

• 1) автоматизация штампов (штампы-автоматы отличаются от обычных наличием дополнительных устройств для автоматической подачи полосы ленты и штучных заготовок, а также устройств для автоматического сбрасывания и укладывания отштампованных изделий);

• 2) автоматизация процесса (например, передача заготовок от одной операции к другой внутри штампа, блокирование механизмов для предотвращения неправильной работы);

• 3) автоматизация подъемно-транспортных операций;

• 4) применение автоматических линий.

Между электродами и появлению «паразитной» и автоэлектронной л термоэлектронной эмиссий. Основные причины появления заусенцев: неоптимальная величина зазора между рабочими поверхностями матрицы и пуансона, плохая заточка рабочих поверхностей инструмента, неплотное крепление штампа в прессе.