Вербицкий Е.И. Добровольский И.Г. Курсовое проектирование по горячей штамповке

Подождите немного. Документ загружается.

поковки, плюс 0,3—0,5 мм. Если пуансон не охватывает

всей поверхности поковки, то прилегающая к ней часть

пуансона располагается по возможности ближе к конту-

ру обрезаемого облоя.

Размеры рабочей части пуансона сложной формы

принято для упрощения изготовления задавать от услов-

но показанной на рабочем чертеже линии разъема по-

Рис.

6.3.

Способы упрощения конструкций пуансонов

ковки. Форма опорной поверхности обрезных пуансонов

в ряде случаев может быть значительно упрощена. При

этом совершенно не страдает качество обрезки, а трудо-

емкость изготовления обрезных штампов существенно

уменьшается.

Подобный подход оправдывает себя при обрезке по-

ковок (без пробивки) типа шестерен, фланцев, чашек,

которые следует сопрягать с пуансоном только по одной

плоскости (рис. 6.3, б). Значительного упрощения рабо-

чей поверхности пуансона можно добиться, выполняя ее

но наиболее простой части поковки,-для чего ее обрезку

следует производить в перевернутом положении, когда

все выступающие части и ребра обращены вниз (рис.

6.3, а). В этом случае необходимо либо увеличить высо-

ту к выступа на обрезной матрице (на 6—10 мм), либо

при штамповке применять облойную канавку с располо-

жением магазина в нижней части штампа.

При выполнении обрезки с одновременной пробивкой

в совмещенных обрезных штампах поковок типа шесте-

II. Зак. 548

101

реи достаточно опорную поверхность пуансонов сопря-

гать с поковкой по двум плоскостям (рис. 6.3, в).

Поковки с двутавровым профилем сечения при нали-

чии достаточной опорной поверхности по тавру (ребру)

сопрягают с пуансоном по одной плоскости. Уменьшение

высоты ребра при износе бобышек ковочного штампа не

приводит к короблению поковки, в то же время при не-

достаточной опорной поверхности (например, при сече-

нии двутавра со скругленными полками) пуансон тща-

тельно подгоняют по контрольной отливке с окончатель-

ного ручья, а соответствующие комплекты обрезных и

ковочных штампов клеймят.

Крепление пуансонов осуществляется непосредствен-

но в ползуне пресса только в случае обрезки крупных

поковок; для мелких и средних поковок пуансоны кре-

пятся в переходных державках с помощью клина, на

шлице и винтах, в гнезде державки с помощью винтов,

с помощью пуансонодержателя, зажимными колодками

и т.д. [2, 12, 19].

Для совмещения операции клеймения поковок с го-

рячей обрезкой в пуансоны вставляются сменные клей-

ма.

Съемники. Съемники для снятия облоя с пуансона не-

обходимы при малых зазорах между пуансоном и мат-

рицей. В штампах с режущим пуансоном они применя-

ются при холодной обрезке для зазоров 6<0,5 мм и при

горячей

—

для 6<1 мм. Обязательно также применение

съемников в штампах для пробивки отверстий.

Если зазоры более 1 мм или используется при обрез-

ке высоких поковок, толкающий пуансон, облой остают-

ся на матрице и его удаление вручную не вызывает ни-

каких затруднений.

Проектируя штампы, следует иметь в виду, что съем-

ники значительно усложняют штамп, увеличивая его

закрытую высоту, и затрудняют работу прессовщика.

При выборе типа съемника, кроме чисто конструктив-

ных соображений [2, 18—20], необходимо помнить, что

простые конструкции, закрывая полностью или частично

режущий контур матрицы, создают неудобства при ук-

ладке поковок, поэтому и применяются они в основном

в мелкосерийном производстве. В массовом производст-

ве становятся оправданными более сложные конструк-

ции раздвижных, пружинных и других съемников.

162

При обрезке облоя у круглых в плане поковок вместо

съемника применяют проточку на пуансоне, облегчаю-

щую съем вручную.

Конструирование основных типов обрезных шта,мпов.

Различают следующие разновидности обрезных штам-

пов: простые, последовательные и совмещенные.

В типовых конструкциях простых штампов при

холодных обрезных работах применяют низкие башмаки.

В этом случае поковка удаляется на провал через отверг

стия в подштамповой плите и столе пресса. Матрицы

горячих обрезных штампов крепятся в высоких башма-

ках с окнами для извлечения обрезанных поковок. При-

менение направляющих колонок и втулок в обрезных

штампах необходимо при зазорах между пуансоном и

матрицей менее 0,5 мм.

Наличие направляющих элементов существенно упро-

щает наладку штампов, снижает износ рабочих частей,

устраняет зарубание режущих кромок инструмента и по-

ковок, повышает точность и качество резки. Отсюда ста-

новится ясной целесообразность применения штампов с

направляющими колонками в условиях крупносерийного

и массового производства.

В штампах типовых конструкций все детали, кроме

пуансона и матрицы, должны быть нормализованными,

это касается также и элементов крепления самих штам-

пов—[2, 3, 12, 19].

При конструировании штампа важно правильно выб-

рать его закрытую высоту и рассчитать размеры деталей

штампа. Закрытую высоту штампа Лшт устанавливают

в пределах: при работе без съемника не менее Я

шт

= Я

р. тт—Я

пл

— (15—20) мм, при работе со съемником

не более Я

т = Я

пр

тах

—Я

пл

—(15—20) мм, где значения

закрытой высоты штампового пространства пресса

р.

шах

и Я

пр

. тт определяются по его паспортным дан-

ным; Я

пл

—

толщина подкладной плиты.

Выбрав закрытую высоту штампа в указанных пре-

делах, вычерчивают штамп в закрытом положении, при

этом сумма размеров всех деталей по высоте, за вычетом

величины сдвига поковки пуансоном, будет равняться

закрытой высоте штампа.

Высота таких деталей, как башмак (Нц), матрица

(Я

), державка (Я

), устанавливается конструктивно

или подбирается по соответствующим нормалям.

163

Расчетная высота пуансона

Н„

определяется из выра-

жения Н

=(Н

шг

+ е)—(Нб

+ Н

), где е — величину

углубления нижней кромки пуансона в матрицу (сдвига

поковки) находят с учетом требований к качеству среза,

форме поперечных сечений поковки, состояния режущей

кромки матрицы. Обычно е колеблется в пределах от

трех до пяти толщин срезаемого облоя.

При обрезке высоких поковок следует проверить воз-

можность укладки их в матрицу. Для этого ход ползуна

пресса должен быть больше высоты поковки не менее

чем на 10—20 мм, при использовании высокого башмака

на такую же величину по отношению к поковке должна

быть больше высота выгреба.

В штампах с направляющими колонками к моменту

соприкосновения пуансона с поковкой колонка должна

войти во втулку на глубину не менее 12 мм, а при нижнем

положении пуансона между верхним торцом колонки и

ползуном пресса необходимо расстояние не менее 15 мм.

В практике часто встречаются поковки, требующие,

кроме обрезки облоя по наружному контуру, выполнения

ряда других операций (пробивки перемычек, гибки, прав-

ки, т.д.). При малых масштабах производства они мо-

гут производиться на самостоятельных раздельных

штампах, причем для правки обрезанная поковка часто

возвращается на ковочный штамп. Подобный метод об-

работки является малопроизводительным.

Обычно указанные выше операции выполняют на од-

ном и том же обрезном прессе с использованием после-

довательных или совмещенных штампов. Первые приме-

няются для поковок сложной конфигурации, для кото-

рых нельзя применить более совершенные конструкции.

В последовательных штампах рабочий инст-

румент устанавливается рядом для двух операций (об-

резка—пробивка, обрезка—правка, обрезка—гибка), ко-

торые производятся либо последовательно для одной по-

ковки, либо же одновременно для двух поковок. Во вто-

ром случае за каждый ход пресса получается готовая

поковка, обработанная за две операции, для чего, есте-

ственно, требуется пресс, развивающий большее усилие.

Рабочие вставки для каждой операции крепятся и регу-

лируются самостоятельно, обеспечивая при этом удобст-

во изготовления и наладки штампов. Ввиду сложности

настройки раздельных ручьевых вставок подобные штам-

164

пы конструируются в общем специальном блоке, снаб-

женном направляющими колонками. При расчете закры-

той высоты штампа учитывается ограниченность или не-

возможность одновременного регулирования по высоте

обеих пар инструмента.

Все шире в практику кузнечно-штамповочного произ-

водства внедряется горячая малоотходная штамповка

Рис. 6.4. Штамп последовательного действия для обрезки облоя,

правки и пробивки отверстия:

/—обрезная матрица; 2—обрезной пуансон; 3—пробивной пуансон;

4—правочная матрица (фиксатор); 5—съемник

крупных в плане поковок типа колец, венцов, фланцев,

шестерен и т. д. [5].

При малоотходной штамповке на ведущем штампо-

вочном оборудовании получают поковки предваритель-

ной формы без штамповочных уклонов по наружному

и внутреннему контуру с повернутыми горизонтальными

стенками, которые затем подвергаются окончательной

обработке в обрезных штампах.

На рис. 6.4 приведен штамп последовательного дей-

ствия для обрезки облоя, правки и пробивки отверстия.

Рабочий ход операций, выполняемых в этом случае за

два хода пресса, определяется по формуле

= К + К + (А, - Л»)/2

• 18

а, (6.2)

165

где Н

—

толщина срезаемого облоя; Н

—

высота пере-

мычки пробиваемого отверстия; О

-Ов —

соответственно

наружный и внутренний диаметры поковки; а

—

угол на-

клона торцовой поверхности предварительной поковки

к горизонтали.

Остальные высотные размеры штампа рассчитывают-

ся по общепринятой методике.

Рис. 6.5. Схема совмещенного штампа:

1—обрезная матрица; 2—обрезной пуансон; 3—пробивной пуансон;

4—выталкиватель

Совмещенные штампы служат для одновремен-

ного выполнения нескольких операций за один ход пол-

зуна пресса, что обеспечивает высокую производитель-

ность обрезки и позволяет выдерживать на обрезных

прессах ритм работы, совпадающий с ведущим штампо-

вочным оборудованием. Кроме того, применение подоб-

ных штампов значительно облегчает условия труда прес-

совщика, исключает необходимость затраты физического

усилия при перекладке поковки из ручья в ручей.

Принцип действия совмещенного штампа для одно-

временной обрезки и пробивки круглых в плане загото-

вок становится ясным из анализа рис. 6.5, на котором

правая половина штампа изображена в закрытом поло-

166

женин (конец обрезки и пробивки), а левая — в откры-

том (в момент укладки поковки на штамп).

При конструировании комбинированных обрезных

штампов следует стремиться к тому, чтобы зазоры меж-

ду рабочим инструментом со стороны облоя 61 и пленки

(рис. 6.6) были равны или более 1 мм. В противном

случае применяют съемник (при б1<1 мм) и выталкива-

тель поковки (при бг<0,6 мм), что значительно услож-

няет конструкцию штампа.

Взаиморасположение матрицы и пробивного пуансо-

на по высоте выбирается из расчета первоначальной об-

резки облоя, оно обеспечивается зазором К' между плен-

кой и торцом пуансона (не менее о—15 мм) при плотно

уложенной поковке. Подобное разделение обрезки и про-

бивки перемычки, производимой в конце обрезки, не

только облегчает работу пресса, но и способствует цент-

ровке поковки, т. е. получению концентричной пробивки.

При определении величины сдвига поковки е необхо-

димо иметь в виду, что после завершения пробивки рас-

стояние X" должно быть не менее 10—15 мм. В против-

ном случае не гарантируется отчетливое отделение плен-

ки от поковки.

Точное определение высотных размеров основных

элементов совмещенного штампа обеспечивает согласо-

ванное действие его рабочих деталей и получение качест-

венной обрезки-пробивки.

Аналогично рассчитываются и элементы штампа сов-

мещенного действия для обрезки облоя, правки и про-

бивки отверстия у поковок, получаемых малоотходной

штамповкой (рис. 6.5). Высота пробивного пуансона на-

ходится по формуле Я

пр

= Я

+ Я

+/г

—к

, где

1ц

— рас-

стояние от облоя до перемычки отверстия предваритель-

ной поковки; к

—

расстояние от перемычки отверстия до

режущей кромки пробивного пуансона (к

~^к

Размер обрезного пуансона устанавливают из выраже-

ния Я

= Я

шт

+ Я

— (Я

+ /г,' + Я

), где к\ — расстоя-

ние от облоя до верхнего торца предварительной поковки.

Рабочий ход операций Я

, выполняемых на обрезном

прессе, определяется по формуле (6.2), все остальные

размеры известны из чертежа.

Весьма перспективным направлением является горя-

чая малоотходная штамповка поковок типа высоких ко-

лец. В отличие от традиционных способов их получения

167

ГМШ предусматривает операцию отбортовки для разво-

рота стенок поковки, совмещаемую с обрезкой облоя,

пробивкой перемычки и правкой поковки. Эту операцию

выполняют в матрице, имеющей режущую кромку для

обрезки облоя, коническую и цилиндрическую части, не-

обходимые для отбортовки и калибровки поверхности

кольца. Для поковок с малой относительной толщиной

Рис. 6.6. Схема зазоров при Рис. 6.7. Схема совмещенного про-

комбинированной обрезке-про- цесса обратной отбортовки, об-

бивке резки и пробивки:

/—пуансон обрезки; 2—пуансон про-

бивной; 3—матрица отбортовки (об-

резки); 4—выталкиватель; 5—коро-

мысло

стенки применяется способ обратной отбортовки (рис.

6.7), со значительной толщиной-—способ прямой отбор-

товки (рис. 6.8). Поковки типа высоких колец с наруж-

ным фланцем и гладкой цилиндрической внутренней по-

верхностью подвергаются обрезке облоя, пробивке и раз-

даче коническим пуансоном (рис. 6.9).

Конструкции высокопроизводительных штампов об-

резных прессов. Производительность штамповочных аг-

регатов во многом зависит от производительности обрез-

ных прессов и применяемых обрезных штампов. Интенси-

фикация горячих обрезных работ, улучшение качества

поковок, облегчение условий труда требуют широкого

внедрения высокопроизводительных совмещенных штам-

пов.

Наиболее конструктивными являются штампы для

обрезки с пробивкой круглых в плане (или близких к

ним) поковок. Конструкция подобного штампа с вытал-

168

кивателем на тягах с коромыслом была рассмотрена вы-

ше (см. рис. 6.5). Подобное исполнение с расположением

матрицы и пробивного пуансона в нижнем башмаке

штампа может быть рекомендовано для пробивки отвер-

стий большого диаметра.

Если диаметр пробиваемого отверстия менее 60 мм,

то в целях повышения стойкости пробивного пуансона

Рис. 6.8. Схема совмещенного

процесса прямой отбортовки,

обрезки и пробивки:

/—пуансон отбортовки (обрезки);

2—матрица отбортовки (обрезки);

3—выталкиватель; 4—коромысло

Рис. 6.9. Схема процесса разда-

чи, обрезки н пробивки:

/—пуансон раздачи (пробивки); 2—

коромысло; 3—выталкиватель; 4—

кольцо опорное; 5—матрица об-

резки

последний вместе с матрицей крепят в верхней плите

штампа, обрезной пуансон при этом устанавливается в

нижнем башмаке (рис. 6.10). Подобное решение обеспе-

чивает также более точное центрирование поковки при

укладывании ее на неподвижный пуансон и облегчает

удаление поковки и облоя из зоны обрезки.

Описанные конструкции совмещенных штампов име-

ют ряд существеных недостатков. После обрезки облоя

и пробивки перемычки поковка в таких штампах вытал-

кивается с помощью сложной подвижной системы, стро-

го согласованной с величиной хода пресса. При этом

требуется весьма точная наладка штампа и регулировка

всей системы выталкивания, к тому же во время работы

часты случаи обрыва тяг или их ослабления. Подобные

конструкции усложняют работу прессовщика, поскольку

требуют ручного удаления облоя, готовой поковки и пе-

ремычки.

169

Указанных недостатков лишены штампы с рычажным

выталкивателем (рис. 6.11), которые могут устанавли-

ваться на любом обрезном прессе, обладающем необхо-

димой закрытой высотой. Выталкивание поковки после

обработки в этом случае совершенно не зависит от ве-

личины хода ползуна.

В штампах подобной конструкции пуансон-матрица

2 крепится к нижнему башмаку штампа 1, имеющему

Рас. 6.10. Совмещенный штамп для обрезки и пробивки с

креплением обрезной матрицы к верхней плите штампа:

1—плита верхняя; 2—втулка направляющая; 3—колонки направляю-

щие; 4—скоба; 5—башмак; 6—пуансон (фиксатор) обрезной; 7—про-

бивной пуансон; 8—тяга; 9—матрица обрезная; 10—выталкиватель;,

траверса; /2—стойка; 13—кольцо; 14—клин

выгреб или сквозное провальное окно, пробивной пуан-

сон 5 с помощью стойки

6 —

к верхней плите штампа 4,

к которой в свою очередь прикреплены промежуточное

кольцо 7 с установленной на нем обрезной матрицей 3 и

специальные клинья 9. В промежуточном кольце по по-

перечному его диаметру выполнены прорези для прохода

траверсы 8 с прикрепленным к ней выталкивателем 11,

изготовленным строго по форме и размерам обрезаемой

поковки. На концах траверсы выполнены прорези для

170