ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ

Операции листовой штамповки выполняются с помощью специализированного инструмента, называемого штампом (рис. 3.106). Он состоит из блоков деталей и рабочих частей. Детали блока (верхняя и нижняя плиты, направляющие колонки и втулки) служат для опоры, направления и крепления рабочих частей штампа и являются стандартными. Рабочие части непосредственно деформируют заготовку. Они изготавливаются индивидуально для деформации конкретной заготовки. Основными рабочими частями штампов являются пуансоны и матрицы. Пуансоном называют деталь, которая вдавливается в деформируемый материал или охватывается им. Матрица же охватывает изменяющую форму заготовки и пуансон.

Штампы для листовой штамповки делятся по технологическому признаку в зависимости от выполняемой операции: на вырубные, гибочные, вытяжные и т. д. В зависимости от числа выполняемых операций различают одно- и многооперационные штампы. Однооперационным называют штамп, который за один ход ползуна выполняет одну операцию. Такие штампы называют еще штампами простого действия (рис. 3.106). Штамп устанавливают в штамповое пространство пресса. Нижнюю плиту штампа 6 располагают на столе и закрепляют болтами и скобами, а верхнюю плиту 10 аналогичным образом крепят к ползуну. С помощью хвостовика 11 штамп выставляют точно по центру штампового пространства пресса.

На нижней плите в матрицедержателе 5 установлена матрица 4, а на ней - две направляющие линейки 2 и съемник 1. На верхней плите с помощью пуансонодержателя 8 закреплен пуансон 7. Точное направление рабочих деталей штампа обеспечивается направляющими колонками 12, закрепленными в нижней плите, и направляющими втулками 11. Полосу или ленту подают в штамп между направляющими линейками 2 (в данном случае перпендикулярно плоскости рисунка) до упора 3, который ограничивает шаг подачи полосы, затем штамп закрывают (опускают верхнюю плиту 10 вниз), выполняя тем самым деформирование заготовки с помощью матрицы 4 и пуансона 7. Отштампованная деталь через провальное отверстие 13 удаляется в емкость, установленную под столом пресса. Из-за упругих свойств металла пуансон плотно обхватывается по своему периметру отштампованной листовой заготовкой. При ходе ползуна вверх заготовка с помощью съемника 1 сбрасывается с пуансона.

Для массового и крупносерийного производства с целью повышения производительности и уменьшения количества используемого оборудования применяют более сложные штампы, выполняющие за один ход ползуна несколько операций листовой штамповки. Такие штампы называют многооперационными.

Многооперационные штампы бывают последовательного действия, в которых операции выполняются поочередно при перемещении заготовки по нескольким рабочим позициям штампа (рис. 3.107), и совмещенного действия, в которых операции выполняются одновременно на одной позиции (рис. 3.108), например, совместная вырубка и пробивка, вырубка и вытяжка и т. п.

На рис. 3.107, а показан многооперационный штамп последовательного действия для изготовления шайб из полосы. В нем за один ход ползуна выполняются две операции на позициях, расположенных рядом: пробивка отверстия одной детали и вырубка контура другой. Так же, как и ранее, нижняя плита штампа крепится к столу пресса, верхняя плита - к его ползуну. Процесс штамповки осуществляется следующим образом: полоса 7 подается в зазор под съемник 1. Когда верхняя часть штампа опускается, вырубной 4 и пробивной 5 пуансоны одновременно входят в соответствующие матрицы 3 и 6 и выполняют сразу обе операции: вырубку и пробивку. При этом полоса плотно садится на пуансоны и при подъеме их съемником 1 сбрасывается с них. Перед последующим ходом ползуна полоса подается вперед по направлению подачи до упора 3.

Рис. 3.107. Штамп последовательного действия для пробивки и вырубки:

а- схема многопозиционного штампа, б- схема раскроя,

1- съемник, 2- упор, 3, 6- матрица, 4,5- пуансон, 7- заготовка (полоса), 8- деталь (шайба), 9- отход (выдра), 10- отход полосы (высечка)

При разработке технологического процесса листовой штамповки следует стремиться к уменьшению потерь металла. Основной отход при листовой штамповке составляет так называемая высечка, т.е. часть листовой заготовки после выполнения операции вырубки. При штамповке мало- и среднегабаритных деталей обычно из одной листовой заготовки вырубают несколько плоских заготовок для последующей штамповки. Между смежными контурами вырубаемых заготовок оставляют перемычки шириной, примерно равной толщине заготовки, хотя в отдельных случаях перемычки могут и отсутствовать (для экономии металла при ухудшении качества среза и снижении стойкости инструмента). Расположение контуров смежных вырубаемых заготовок на листовом металле называется раскроем (рис. 3.107,б). Тип раскроя выбирают из условия уменьшения отхода металла в высечку и оценивают коэффициентом раскроя.

Штамп совмещенного действия (рис. 3.108,а) также крепится верхней и нижней плитой к ползуну и столу пресса, и при этом с по мощью хвостовика центрируется посредине его штампового пространства. В штампе рассматриваемого типа за один ход ползуна пресса две и более операции выполняются в одной позиции без перемещения заготовки в направлении подачи. При движении ползуна вниз пуансон 5 и матрица 1 производят вырубку заготовки из полосы 7, а пуансон 6 - одновременно вытяжку изделия в матрице 5. Последовательность выполнения операций обозначены на схеме раскроя (рис. 3.108,б) позициями 10, 11.

Для штамповки небольшого числа деталей (мелкосерийное производство) сложные и дорогостоящие штампы применять экономически нецелесообразно. В таких случаях применяют упрощенные универсальные и быстропереналаживаемые штампы со сменными пуансонами и матрицами или используют эластичные материалы.

При штамповке эластичными материалами только один рабочий элемент (пуансон или матрицу) изготовляют из металла, роль другого инструмента (матрицы или пуансона) выполняют резина, пластмассы (полиуретан) и жидкость.

На рис. 3.109 приведена схема штамповки резиной. Металлическим инструментом является шаблон, на который укладывают заготовку. Резиновая подушка в ползуне пресса прижимает заготовку к шаблону. Если шаблон имеет острые режущие кромки, то давлением резины вначале отгибают свободные края заготовки, а затем ее обрывают по режущей кромке. Так выполняют вырубку и пробивку. Подобным способом можно осуществлять гибку, неглубокую вытяжку, отбортовку и формовку. Обычно штампуют заготовки толщиной не более 3 мм.