Листовая штамповка

            Стали, применяемые для изготовления рабочих частей штампов холодной листовой штамповки, делятся на следующие группы:

             1. Углеродистые инструментальные стали небольшой прокаливаемости (диаметром до 25 мм): У8А, У10А, У8, У10.

             2.  Легированные стали повышенной прокаливаемости (диаметром до 40-50мм): Х (ШХ15), Х09 (ШХ9), 9Х, 9ХС, 9ХФ, ХВГ, 9ХВГ, ХГСВФ.

              3.  Высокохромистые стали высокой прокаливаемости (диаметр до 80 мм), высокой износоустойчивости, мало деформируемые при закалке: Х12Ф1, Х12Ф, Х12М, Х12, также Х6ВФ и ХГ3СВФ.

             4. Легированные стали  повышенной  вязкости (при твердости  НRC 56 – 58): 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2С, 6ХВ2С, 5ХВГ.

              Основным недостатком углеродистых инструментальных сталей является их низкая 

 

прокаливаемость, в результате чего в больших сечениях  (свыше 20 – 25 мм) сохраняется 

непрокаленная сердцевина с пониженной  твердостью. Однако, в ряде случаев, при работе штампа со значительными динамическими нагрузками, это свойство углеродистых сталей становится положительным.

             Применение углеродистых инструментальных сталей ограничивается рабочими частями штампов простой формы толщиной или диаметром до 25 мм. Наиболее пригодны для

изготовления штампов стали марок У10А, У10.

            Хвостовик – служит для крепления верхней плиты штампа к ползуну пресса. Изготавливают в основном из сталей 35, 40.

            Плита верхняя и нижняя предназначены для крепления на них рабочих частей штампа, направляющих колонок и втулок. Изготавливают из  СЧ25, Ст3, Ст4, 30Л.

            Плиты подкладные устанавливаются под матрицу и пуансон и служат  для гашения ударных нагрузок при штамповке, тем самым предохраняя верхнюю и нижнюю плиты от деформации и разрушения, изготавливаются из СЧ25, 45Л, 45.

            Пуансон вырубной (пробивной) является рабочей деталью штампа и предназначен для вырубки детали из заготовки. Изготавливаются для простой формы: У10, У10А, Х12Ф1; для сложной формы: Х12ВМ, Х6ВФ, Р6М5, ВК20.

             Матрица вырубная является рабочей деталью штампа, предназначена  для вырубки детали из заготовки. Изготавливаются для простой формы: У10, У10А, Х12Ф1; для сложной формы: Х12ВМ, Х6ВФ, Р6М5, ВК20.

              Направляющие втулки и колонки предназначены для совмещения  верхней и нижней половины (плит) штампов, а соответственно и точному совмещению рабочих  частей  штампа (пуансона и матрицы). Их изготавливают  из  стали  20, которую цементируют на глубину 0, 5 – 1, 0 мм  и потом  закаливают до HRC 58 – 62, или из сталей 45, 50, которые закаливаются до HRC 45 – 50.

              Съемник применяется для удаления пуансона к верхней плите штампа. Изготавливается из стали 35 или 45 без термообработки.

Упор является фиксирующей деталью штампа и предназначен для перемещения полосы на шаг штамповки. Изготавливают из стали 45, которая  калится до HRC 40 – 45.

                Матрице-держатель предназначен для крепления матрицы к нижней плите штампа. Изготавливают из стали Ст3.

                Примечание – сталь Ст3 относится к углеродистым конструкционным  сталям общего качества; стали 35, 40, 45, 50, 30Л, 45Л – углеродистые качественные конструкционные стали; стали У10, У10А – углеродистые инструментальные стали; Х12ВМ, Х6ВФ, Х12Ф1 – легированные инструментальные стали; Р6М5 – быстрорежущая сталь; ВК20 – металлокерамический  твердый сплав вольфрамовой группы; СЧ25 – серый чугун.

 

           4.6 Конструкторский и прочностной расчёт  разделительного инструмента вырубного штампа

 

Матрица и пуансон определяют работоспособность, надёжность и долговечность штампа. Их расчёт и конструирование – важнейший этап разработки документации штампа.

Матрица. Форма матрицы определяется формой и размерами штампуемой детали. По эмпирической формуле можно проверить достаточность толщины матрицы, мм:

                                                                                                                      (27)

где, - требуемое технологическое усилие штамповки, кН.

Найденное значение необходимо округлить до ближайшего большего числа из следующего ряда чисел: 8, 10, 12, 16, 20, 25, 28, 32, 35, 40, 45, 50, 56, 63, 71, 80. Из конструктивных соображений, с учётом совмещённой конструкции принимаем толщину матрицы 32 мм. Соотношение габаритных размеров и толщины круглых матриц следует принимать по ГОСТ 15861-81.

Определим диаметр матрицы.

Наружный диаметр матрицы круглой формы принимают в зависимости от диаметра заготовки, в которую вписывается его рабочая зона, и уточняют в зависимости от размещения отверстий, формы штампуемого элемента.

В соответствии с рекомендациями [1] принимаем диаметр матрицы 130 мм.

           Тяжело нагруженные матрицы следует проверять на прочность специальным расчетом, основанным на определении напряжений, возникающих в опасном сечении. Опасным

является сечение, проходящее через узкие щелевые отверстия, острые углы и др. При расчете можно исходить из того, что сила, распирающая матрицу в опасном сечении, составляет не менее 40 % технологического усилия. Проверку выполняют по формуле [1]:

                                                                                                                                 (28)

 

где - допускаемое напряжение на разрыв (для стали У8, У10 в закалённом состоянии                 =250Мпа);

            Р – технологическое усилие, Н;

            F – площадь опасного сечения, мм.

 

             Опасное сечение будет проходить по оси симметрии в месте расположения крепёжных винтов и равна .

-условие прочности выполняется.

 

7. Определение и выбор направляющих узлов вырубного штампа

 

Размеры направляющих узлов можно выбирать основываясь на габаритных размерах нижней плиты штампа и действующем на неё усилия. Минимальный диаметр направляющих колонок dнк вычисляют по эмпирической формуле [1]:

                                                                                                      (29)

где F- площадь опорной поверхности нижней плиты, см2 ;

      Р – полное расчётное усилие, кН.

      F=62×44=2728 см2.

Полученный диаметр направляющих колонок соответствует диаметру колонок используемых в рассматриваемом стандартном штамповом блоке .  В штампе используются стандартные направляющие узлы скольжения с размерами по ГОСТ 13121-83.

 

 

 

 

.

.

 

          

 

 

 

 

           5 Прессовое оборудование

              5.1 Рекомендации по выбору прессового оборудования

            Выбор прессов производят по основным техническим параметрам: по усилию, мощности, величине хода, частоте вращения, закрытой высоте, размерам рабочей части ползуна и размерам стола пресса, расстоянию между стойками (колонками) пресса и др. Тип пресса и величину хода ползуна подбирают таким образом, чтобы они соответствовали выполняемой технологической операции и характеру производства. Усилие, развиваемое прессом, должно быть равно или несколько больше усилия, требуемого для штамповки по расчету. При этом следует иметь в виду, что в каталогах и в паспорте кривошипного пресса указано усилие его в конце хода (вблизи нижней мертвой точки), где он развивает наибольшее усилие; в другом положении ползуна усилие будет меньше. Для формоизменяющих операций – гибки, глубокой формовки, вытяжки, отбортовки – пресс следует выбирать также по мощности, так как затрачиваемая работа на деформацию металла значительна и пресс может быть перегружен не по усилию, а по мощности.

           Закрытая высота пресса должна соответствовать (или быть больше) закрытой высоте штампа, т. е. высоте штампа в нижнем рабочем положении. Закрытой высотой пресса называют расстояние от настольной плиты до ползуна пресса в его нижнем положении при наибольшей величине хода и наименьшей длине шатуна. Таким образом, закрытая высота пресса определяет максимальную высоту штампа, который может быть установлен на данном прессе.

            Размеры стола и ползуна должны соответствовать размерам штампа, который изготавливается в соответствии с габаритными размерами штампуемой детали. Часто бывает, что размеры штампа в основном и влияют на выбор пресса.

            Число ходов ползуна пресса должно обеспечивать достаточно высокую производительность штамповки.

             Принимая во внимание все рекомендации выбираем однокривошипный пресс «ОРША 800».

 

           5.2 Конструкция и принцип действия однокривошипного пресса     «ОРША 800»

           Пресс однокривошипный открытый модели Орша-800 предназначен для вырубки, пробивки, гибки, неглубокой вытяжки с применением  пневмоподушки изделий из листового металла в прессово-заготовительном производства. Область применения пресса - серийное и

 

массовое производство. Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ4 по   ГОСТ 15150-69 с предельным верхним значением температуры воздуха +40°С. Относительная влажность окружающего воздуха не должна превышать 80 % при температуре не выше 25° С; 98 % при температуре не выше 40° С без конденсации влаги - для тропического климата.

         Окружающая среда должна быть взрывобезопасной, не содержащей агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и другие материалы.

          Основные технические данные и характеристики

Наименование параметров

Значение        параметров

Основные размеры Номинальное усилие, кН (т.с.) Ход ползуна регулируемый, мм -наибольший, но  менее -наименьший, но  более Частота ходов ползуна, мин-1 - непрерывных  нерегулируемых, не менее - одиночных, не  менее Наибольшее расстояние между столом и ползуном в его нижнем положении регулировки при наибольшем ходе ползуна, Н, мм Размеры стола, мм - длина L - ширина B Размеры отверстия в столе, мм - длина - ширина - диаметр

800   130 10   120 45     405   800 560   360 240 300

 

 

Размеры нижней поверхности ползуна, мм         - длина L 1 - ширина B 1 Расстояние от оси ползуна до станины (вылет) С, не менее, мм Расстояние между стойками станины в свету А, не менее, мм Толщина подштамповой плиты, h, мм Высота плоскости стола над уровнем пола, мм 3.Характеристика электрооборудования Род тока питающей сети Напряжение, В Частота тока, Гц Род тока электропривода пресса Напряжение силовой цепи, В Род тока цепей управления Напряжение цепей управления, В Род тока цепей освещения Напряжение цепи освещения, В Мощность главного привода, кВт Суммарная мощность электродвигателей, кВт 4..Характеристика  пневносистемы Давление воздуха в пневмосистеме, не менее, МПа Расход сжатого воздуха в режиме одиночного хода, л/цикл 5.Габаритные  размеры пресса - длина L 2 - ширина B 2 - высотаH 2         6.Масса пресса, кг

560 400 300 420 85 840   Переменный 380 50 Переменный 380 Переменный 110 Переменный 24 8.5 9.140   0.25 2.5   1820 2070 3170 7600

 

 

 

            6 Мероприятия по технике безопасности

         В холодноштамповочных цехах травматизм может возникнуть вследствие несовершенства конструкций штампов или прессов, из-за нарушения технологического процесса, отсутствия или неправильной конструкции предохранительных и ограждающих устройств, а также вследствие плохой организации труда в цехе (недостаточное освещение, захламленность, плохая организация рабочего места, недостаточное обучение рабочих безопасным методам работы, неправильная расстановка оборудования).

Ответственность за выполнение мероприятий по охране труда и технике безопасности в цехе несет начальник цеха, а на участке - производственный мастер.