3875

где Μ = σтW — момент упругого изгиба детали (W — момент сопротивления ее поперечного сечения); μ — коэффициент

трения.

Работоспособность гибочного штампа во многом зависит от радиуса закругления рабочих кромок матрицы гм (рис. 4.27).

Рис. 4.27. Геометрия рабочих частей штампа для U-образной гибки детали с низкой полкой:

zгиб - зазор; гп и гм — радиусы сопряжения пуансона и матрицы.

Чем относительно больше г , тем меньше контактное напряжение в зоне контакта штампуемого материала с матрицей и тем выше качество детали и стойкость штампа. В зависимости от схемы гибки, высоты полок и от толщины штампуемого материала радиус матрицы назначают в пределах гм = (1…7)S. Радиус рабочей кромки матрицы гм, равный (1…2)S, применяют только в тех случаях, когда полки штампуемой детали относительно низкие (h2 ≤ 3S). Однако при толщине листового проката S ≥ 3 мм и малом радиусе гм качество штампуемой детали и стойкость матрицы низкие.

Особую группу представляют штампы для завивки петель и свертывания втулок. На рис. 4.28 приведена одна из распространенных схем рабочих частей штампов для завивки ушка петли за три перехода, применяемых при штамповке

300

относительно небольших партий деталей. На первом переходе радиус гиба Rвн = 0,25…0,35 мм, а наружный радиус Rнар = Rвн + S, угол отгиба 75°. В крупносерийном и массовом производствах выполняют завивку петли за один переход (рис. 4.29). Заготовки 1 поступают с предварительно подготовленными концами.

Рис. 4.28. Геометрия рабочих частей штампа для гибки ушка петли за три перехода.

Рис. 4.29. Поперечный разрез штампа с клиновым механизмом для завивки ушка петли за один переход.

301

Конструкции штампов для свертывания втулок также различны в зависимости от характера производства. Для мелких серий приемлем вариант простейших схем взаимодействия рабочих частей штампов в три перехода. В условиях крупносерийного и массового производств целесообразно выполнять штамповку втулок из ленты, совмещая отрезку заготовок со свертыванием (см. рис. 4.84).

4.3.2. Штампы для вытяжки.

Вытяжку в штампах выполняют с получением штампуемой детали в положении дном вверх на прессах простого действия и дном вниз на прессах двойного действия. В зависимости от конструкции оборудования возможна вытяжка в направлении горизонтальной плоскости. В большинстве случаев при вытяжке в штампах применяется устройство для складкоразглаживания. Исключением является вытяжка с малой степенью деформации:

для деталей типа тел вращения при отношении

а для прямоугольных —

где dусл = 2гвн — диаметр цилиндра, условно построенного в углу прямоугольной детали (гвн — внутренний радиус в углу штампуемой детали в плане); Dзаг.усл - диаметр заготовки для вытяжки детали диаметром dвыт·

В этих довольно благоприятных условиях в процессе вытяжки образуются неглубокие складки, и их разглаживание осуществляется непосредственно матрицей 1 и пуансоном 2 (рис. 4.30, а) без специально предназначенных для этого средств. Отпадает необходимость применять такие средства и при вытяжке деталей типа тел вращения без фланца в штампе с матрицей, имеющей заходную часть в виде конуса под углом α = 30° по эвольвенте или по кривой, близкой к трактрисе (рис.

302

4.30, б).

Рис. 4.30. Штампы для вытяжки цилиндрических полуфабрикатов: а — без прижима с малой степенью деформации; б — при выполнении заходной части отверстия в матрице по конусной поверхности.

Наиболее распространенными для вытяжки деталей из плоскостной заготовки являются конструкции штампов, приведенных на рис. 4.31. Складкообразование в штампе, который устанавливается на прессе одинарного действия, предотвращается с помощью прижима 1 (рис. 4.31, а) от усилия буфера, встроенного в пресс или непосредственно в штамп. Разглаживание материала прижимом осуществляется при взаимодействии с матрицей 2. Необходимое усилие прижима

где q — начальное давление, необходимое для ведения устойчивой вытяжки, МПа; FK — площадь контакта между

303

прижимом и матрицей, мм. Начальное давление

где β0 = Dзar /dвыт; SQ — толщина исходного материала, мм; σв

— предел прочности материала, МПа.

При наличии буфера с переменным усилием Qпер (пружина, резина, полиуретан) давление q является функцией двух переменных Qnep и Fпер, поэтому можно записать

Рис. 4.31. Штампы с приводом прижимного устройства: а — от буферного устройства; б — от наружного ползуна

пресса двойного действия:

1 — прижимное устройство; 2 — матрица; г — зазор; ^приж

— усилие прижима.

304

шенных марок чугуна. Для уменьшения массы штампа все эти детали выполняют с глубокими нишами (рис. 4.32).

Рис. 4.32. Штамп для вытяжки крупногабаритных деталей: I — пуансон; 2 — прижимное устройство; 3 — матрица; 4 — направляющие планки.

Типовые конструктивные схемы штампов для вытяжки.

Вытяжку осуществляют на прессах простого и двойного действий. Соответственно различают штампы простого и двойного действий. Вместе с тем в штампах могут предусматриваться дополнительные элементы, обеспечивающие двойное действие при их установке на прессы простого действия и соответственно тройное действие при их установке на прессы двойного действия. Возможны также конструкции штампов, обеспечивающие многократное действие.

Необходимость двойного, тройного и многократного действий вызывается требованием соответствующего прижима исходной заготовки или полуфабрикатов в процессе вытяжки для исключения складкообразования.

306

Штампы для вытяжки классифицируют в основном по следующим признакам: наличию прижима, типу пресса (простого или двойного действий), порядковому номеру операции (первая или последующие вытяжки) и направлению вытяжки (вниз или вверх дном). В табл. 4.1 указаны типы наиболее часто применяемых штампов.

Схемы штампов типа III показаны на рис. 4.33. Конструкция штампа, схема которого представлена на

рис. 4.33, ж, показана на рис. 4.34. На нижней плите 1 закреплена матрица 2 , на которой, в свою очередь, закреплен трафарет (кольцо) 3. Предварительно вытянутый стакан установлен в отверстие трафарета 3 и пуансоном 4, закрепленным в хвостовике 5, протягивается сквозь матрицу. При обратном ходе вытянутая заготовка снимается с пуансона двумя (тремя) съемниками 6, прижимающимися к боковой поверхности пуансона под воздействием пружин 7.

Таблица 4.1 Типы штампов, наиболее часто применяемых для вытяжки

Схема штампа того же типа, но предназначенного для вытяжки с утонением материала, показана на рис. 4.35. Предварительно вытянутый стакан устанавливают в приемный конус первой матрицы. При ходе вниз пуансон 4 протягивает

307

его сквозь первую матрицу 3 и вторую 2. Съемниками 1 протянутый стакан снимается с пуансона при ходе вверх. Пуансон крепится в пуансонодержателе с помощью разрезной втулки 5.

Рис. 4.33. Штампы для вытяжки: а — без прижима для первой вытяжки на пресс простого действия (тип I, исполнение 1); б

— без прижима для первой вытяжки на пресс простого действия (тип I, исполнение 2); в — с прижимом для первой

308

вытяжки на пресс простого действия (тип III, исполнение 1); г

— без прижима для первой вытяжки на пресс простого действия (тип I, исполнение 3); д — без прижима для первой вытяжки на пресс простого действия (тип I, исполнение 4); е, з, и — без прижима для первой вытяжки на пресс простого действия (тип I, исполнение 5-7); ж — без прижима для последующих вытяжек на пресс простого действия (тип II, исполнение 1) (начало)

Рис. 4.33. Штампы для вытяжки: к — с прижимом для опоследующей вытяжки на прессе двойного действия (тип V, исп. I): л — с прижимам для первой вытяжки на пресс простого действия (тип III, исп. 1); м — с прижимом для последующей вытяжки на прессе двойного действия (тип V, исп. 2); н — с прижимом для первой вытяжки на прессе простого действия (тип Ш, исп. 2): о — с прижимом для последующей вытяжки на прессе двойного действия (тип V, исп. 3) n — на прессе простого действия для первой вытяжки с перетяжным порогом (тип III, исп. 3), (продолжение)

309