3875

калибровкой. Указанное достигается тем, что матрица 3 подпружинена мощным буфером 6, благодаря чему по окончании вытяжки останавливается, а продолжающая двигаться вниз калибровочная матрица осуществляет калибровку закругления у фланца вытянутой детали.

Штамп типа VII показан на рис. 4.45. Предварительно вытянутая заготовка надевается на прижимное кольцо. Вытяжку осуществляет матрица на пуансоне. Прижимное кольцо опирается на толкатели, упирающиеся в буферное устройство пресса. Готовая деталь снимается с пуансона прижимным кольцом и затем выталкивается из матрицы выталкивателем под воздействием коромысла пресса.

Рис. 4.45. Штамп для последующих вытяжек дном вверх на пресс простого действия (тип VII):

1 — прижимное кольцо; 2 — матрица; 3 — пуансон; 4 — выталкиватель; .5 — верхняя плита; 6 — пуансонодержатель; 7 — нижняя плита; 8 — основание пуансона.

Штампы типов VIII и IX конструируются значительно реже описанных выше; чаще всего они проектируются для установки на прессы двойного действия, оснащенные пневмо- и гидроподушками для создания эффекта тройного действия.

На рис. 4.46 показана схема вытяжки в одном из таких штампов. Первая вытяжка стакана из плоской заготовки осуществляется дном вверх, вторая - дном вниз. Усилие для прижима заготовки при первом переходе вытяжки операции

320

обеспечивает гидроподушка пресса; первую вытяжку и удержание (прижим) стакана при второй вытяжке выполняет наружный ползун через пуансон-матрицу, вторую вытяжку производит внутренний ползун пресса, связанный с пуансоном.

Рис. 4.46. Штамп совмещенного действия для первой вытяжки дном вверх (тип VIII) и последующей вытяжки (тип V) на пресс двойного действия с гидроподушкой:

а — начало вырубки; б — окончание первой вытяжки и начало второй; в — вторая вытяжка:

1 — прижимное кольцо; 2 — матрица для вырубки; 3 и 5 — пуансон-матрица; 4 — пуансон

Штамп для выполнения первой вытяжки дном вниз и второй дном вверх может устанавливаться на пресс двойного действия без гидроподушки. В этом случае в штампе должно быть предусмотрено буферное устройство.

Один из таких штампов (конструкции В. С. Ременика) показан на рис. 4.47. Штамп обеспечивает за один ход пресса двойного действия штамповку стакана с двойными стенками и дном, не перпендикулярным к оси, и пробивку отверстий в дне.

321

Благодаря наличию в штампе буферного устройства на прессе двойного действия удается получить эффект тройного действия и в то же время использовать жесткий выталкиватель пресса.

При верхнем положении ползунов нижнее подвижное кольцо 6, поддерживаемое толкателем 5 через шайбу 16 и стойки 4, находится на уровне верхней плоскости матрицы 8. На том же уровне находится и шайба 12 выталкивателя. Плоскостную заготовку укладывают на матрицу, и при опускании наружного ползуна она прижимается кольцом 11.

При опускании наружного ползуна подвижное кольцо 6 и шайба 12 опускаются в свое промежуточное положение до упора шайбы 16 в дно стакана 3, поддерживаемого шайбой 2 буферного устройства 1.

Операционный эскиз

Рис. 4.47. Штамп совмещенного (тройного) действия для первой вытяжки дном вниз (тип IV) и последующей вытяжки дном вверх (тип IX) на пресс двойного действия без гидроподушки и для пробивки отверстия в дне.

322

Во время опускания внутреннего ползуна вначале пуансон 7 на матрице 8 производит вытяжку наружной поверхности стакана. При дальнейшем ходе пуансон 7, соприкасаясь через дно вытянутого стакана с верхней наклонной плоскостью подвижного кольца 6, опускает его вниз, преодолевая сопротивление буферного устройства 1 через стойки 4, шайбу 16, стакан 3 и шайбу 2. При этом нижний пуансон 14 своей наружной поверхностью вытягивает внутреннюю поверхность стакана. Матрицей для вытяжки служит внутренняя цилиндрическая полость пуансона 7, а прижимом — неподвижное кольцо 13 и подвижное кольцо 6. Вблизи крайнего нижнего положения пуансон-вкладыш 9 на режущей кромке внутренней полости нижнего пуансона 14 пробивает отверстие в дне вытянутой детали. При дальнейшем ходе это отверстие несколько растягивается, благодаря чему увеличение высоты внутренних стенок вытянутого стакана происходит за счет частичной отбортовки заранее пробитого отверстия. В конце хода керн 15 делает отметку в дне детали для последующего сверления отверстия.

Во время хода вверх пуансон 7 выходит из полости вытянутой детали, которая снимается с него прижимным кольцом 11. При этом подвижное кольцо 6 под действием усилия буферного устройства 1, передаваемого через шайбу 2, стакан 3, шайбу 16 и стойки 4, поднимается вверх до своего промежуточного положения, снимает деталь с пуансона 14 и выталкивает ее из кольца 13. При дальнейшем ходе наружного ползуна вверх подвижное кольцоб под действием усилия выталкивателя пресса, передаваемого через толкатель 17, шайбу 16 и стойки 4, поднимаясь вверх до уровня верхней плоскости матрицы, выталкивает из нее готовую деталь. Одновременно шайба 12 под действием толкателя 5, поднимаясь до уровня матрицы, выталкивает отход от пробивки отверстия в дне детали.

Таким образом, данная конструкция штампа обеспечивает получение эффекта тройного действия: прижим

323

плоской заготовки осуществляется ходом наружного ползуна, вытяжка — ходом внутреннего ползуна, а прижим дна и стенок детали при обратной вытяжке — буферным устройством штампа. Из-за косого дна пуансон от проворачивания застопорен шпонкой 10.

Особую группу составляют штампы последовательного действия для вытяжки в ленте. Как правило, они построены по принципу штампов типа III или VI. Штамп, работающий по типу III, показан на рис. 4.48. Вытяжка в ленте производится с фасонной вырезкой за два перехода промежутков между заготовками. Деталь получается за пять переходов: три перехода вытяжки, пробивка дна и вырубка детали по наружному контуру.

Рис. 4.48. Штамп последовательного действия для пробивки, первой и последующих ОТбортовок и вырубки дном вниз (тип

III и тип III*).

324

Особенностью конструкции штампа является наличие в нем съемникаскладкодержателя 2, который действует от пружин, смонтированных на винтах 10 в верхней части штампа. Все матрицы выполнены в виде отдельных вставок, установленных в обойму 3 и удерживаемых в последней посредством заплечиков.

Лента вначале подается до перекрытия фасонного окна матрицы 4, и за первый удар производится обрезка конца ленты по профилю вырубного пуансона 1. Затем лента подается до двух временных упоров 11, и происходит первая вытяжка заготовки, после чего ленту продвигают вперед на шаг и осуществляют следующий ход пресса и т. д.

При переходе на автоматический режим штамповки (лента подается в штамп клино-роликовой подачей, смонтированной на прессе) упоры 11 утапливают. Для этого поворачивают планку 7 вокруг оси 6 против часовой стрелки на угол 180° и освобождают от фиксации смонтированный в пазу нижней плиты рычаг 12, давая возможность траверсе 8, а следовательно, и соединенным с ней упорам 11 переместиться вниз под действием пружин 9. Провальные отверстия для удаления деталей и отходов, получаемых при пробивке отверстий, разделены козырьком 5, прикрепленным снизу к нижней плите штампа.

Конструктивное оформление рабочих элементов вытяжных штампов. Квалитет при изготовлении пуансона и матрицы определяют в зависимости от квалитета на штампуемую деталь:

На изделие........... ………………….. 11-12 13-14

Наиболее ответственными частями рабочих элементов штампа являются их поверхности, непосредственно соприкасающиеся при вытяжке со штампуемым материалом: закругления, переходные фаски, перетяжные пороги и др. От

325

их правильного оформления во многом зависит качество вытяжки.

Радиус закругления рабочего ребра матрицы для данной операции rмn (мм) на вытяжном ребре в общем случае можно вычислять по формуле:

rмп = 0,05 [50 + (dn-1- dn)]

где dn-1 и dn — диаметры полуфабрикатов до и после данной операции.

Вслучае первой вытяжки вместо слагаемого (dn-1 - dn) необходимо подставлять (D3 – d1), а в случае вытяжки прямоугольных коробок (Bn-1 - Вп).

При этом следует иметь в виду, что увеличенный радиус

гм может привести к складкообразованию, а уменьшенный радиус rм — к разрыву штампуемого материала.

Кроме того, различные по пластическим свойствам материалы также требуют различного подхода к назначению

rмn Поэтому к результату расчета г следует относиться критически и учитывать конкретные условия вытяжки.

Так, при вытяжке деталей из материала толщиной до 3

ммиз низкоуглеродистой стали rм = (6…10)S, из алюминия, его сплавов и латуни — rм = (5…8)S. При 3…6 мм указанные значения соответственно уменьшаются до (4…6)S и (3…5)S, а

при 5 > 6 мм — до (2…4)S и (1,5…3)S.

При вытяжке деталей из титановых сплавов для первой

операции принимают без нагрева rм = (6…8)S, с нагревом гм = (8…10)S; для последующих операций радиус rм уменьшают по сравнению с радиусом, принятым для первой операции, на 20…40 % (на каждой операции).

Вслучае вытяжки деталей с широким фланцем, когда нет угрозы складкообразования при выходе фланца изпод

прижима, радиус гм можно увеличивать по сравнению с расчетным в 1,5…2 раза и довести его значение до (10…23)S. Однако для выполнения последней операции радиус гм должен

326

быть принят равным соответствующему радиусу на детали или следует ввести операцию калибровки.

Существенного увеличения rм можно добиться, применяя дополнительное прижимное кольцо (см. рис. 4.33, к), воздействующее на заготовку либо под действием собственной тяжести, либо с помощью отдельного механизма (буфера, системы рычагов, ползуна пресса тройного действия и др.).

Радиус закругления торца пуансона rп на последней операции, если позволяют условия вытяжки, принимают равным rд (см. рис. 4.33, а). В противном случае, если гд ≥ 2S при S ≤ 6 мм и гд ≤ 1,5S при S > 6 мм, вводят операцию калибровки. Если вытяжку осуществляют за две-три операции, следует назначать rп = (0,8…1,0)гм на соответствующей операции, постепенно уменьшая его до гд. При многооперационной вытяжке значение гп на каждой операции следует назначать исходя из диаметров полуфабриката после данной операции dn-1 и после следующей за ней операции dn (см. рис.

4.33).

При вытяжке с утонением при S = 0,5…2 мм принимают гм = (1,3…1,5)S, rм = (1,2…1,8)S. При S = 2…6 мм со-

ответственно rм = (1,25…1,5)S, rп =(0,5…0,1)S.

При вытяжке в ленте радиусы закругления на матрице и пуансоне принимают одинаковыми. При этом на каждой последующей вытяжке их значение постепенно уменьшают (табл. 4.2). При конструировании рабочих элементов матрицы и пуансона кроме правил установления радиусов необходимо учитывать также ряд особенностей, изложенных ниже.

Таблица 4.2 Радиусы закруглений пуансона гп и матрицы гм при по-

следовательной вытяжке в ленте (гп = гм), мм.

327

При вытяжке без прижима с коэффициентом m > 0,8 следует применять матрицы с закруглениями (рис. 4.33, г и 4.33, ж), а при т < 0,8 — матрицы с конической формой рабочей части (рис. 4.33, д). В последнем случае для первой вытяжки при 100S/d1 > 3 принимают α = 60…70°, а при l00S/d1 < 3 α= 40…45°. Для последующих вытяжек принимают а = 60 - 70°. При этом следует иметь в виду, что угол наклона 45° упрощает изготовление штампа и обеспечивает его хорошую стойкость. С уменьшением угла наклона в случае применения прижима соответствующего профиля появляется опасность заклинивания полой заготовки в конусе матрицы под прижимом. Это приводит к образованию разрывов или сдиранию металла с поверхности участка заготовки, зажатого между матрицей и прижимом, и к уменьшению стойкости штампов. Угол наклона 55° обеспечивает надежное центрирование полой заготовки при установке ее на матрицу, исключает образование косых деталей при вытяжке и предотвращает заклинивание стенок заготовки в конусе матрицы, повышает стойкость штампов.

Разность между углами наклона захода матрицы и конуса прижима должна быть наименьшей (не более 30').

Первая вытяжка без прижима в матрице с конической рабочей частью может осуществляться с значительно меньшими коэффициентами. Указанные коэффициенты зависят от длины образующей конусной части матрицы и относительной толщины материала (табл. 4.3).

Таблица 4.3 Наименьшие значения коэффициентов первой вытяжки без

прижима в матрице с конической рабочей частью

(см. рис. 4.33, д)

Рабочая часть матрицы для первой вытяжки без прижима может также выполняться, как показано на рис. 4.33, з и и:

328

профиль рабочей части выполняют по эвольвенте, а канавки наносят для удержания смазочного материала.

При вытяжке на провал не следует делать рабочей всю цилиндрическую часть матрицы: необходимо предусматривать лишь рабочий поясок высотой α = (5…10)S и выточку глубиной b = (2…8)S.

При вытяжке без прижима ширина плоской кольцевой части верхней плоскости матрицы с = (0,02…0,2) D3 но не

Dц = D3-2c.

При вытяжке с прижимом съем с пуансона обеспечивает прижимное кольцо, без прижима — кромка буртика размерами а × b. Могут применяться дополнительные способы съема. Однако во всех случаях следует предусматривать в пуансоне канал для прохода воздуха. Если высота изделия более чем в два раза превышает его диаметр, пуансон изготовляют конусным с углом конусности 5…15° в переделах допуска на внутренний диаметр изделия, что обеспечивает съем с него изделия после вытяжки и предотвращает заклинивание.

При вытяжке с утонением материала рабочей части пуансона придают конусность в пределах: на первой операции

— 0,02…0,04 мм на высоту изделия, на последующих операциях — 0,06 мм.

Прижимное кольцо выполняют так, чтобы по внутреннему диаметру оно скользило по пуансону с зазором, значение которого определяется схемой штампа. Если съем полуфабриката с пуансона осуществляется прижимным кольцом при его воздействии на торец вытянутого полуфабриката, то принимают zc = (0,1…0,05)S. Если же съем полуфабриката производится путем воздействия на его фланец, то зазор zc может быть принят из конструктивных соображений. Наружный диаметр прижимного кольца для последующих операций выполняют, обеспечивая свободное

329