книги из ГПНТБ / Шевчук, А. С. Изготовление твердосплавных штампов

ВВЕДЕНИЕ

Одним из главных направлений в развитии техноло­ гии металлообработки является расширение холодной ли­ стовой и объемной штамповки. Это объясняется тем, что холодная штамповка отличается высокой производитель­ ностью и относительно малой трудоемкостью. Значитель­ ному прогрессу в технологии холодной штамповки в по­ следние годы способствовало армирование режущих и формующих частей титамповой оснастки твердыми спла­ вами. В результате применения штампов, армированных твердыми сплавами, высвобождается большое количест­ во прессового оборудования, уменьшаются его простои, что значительно сокращает затраты на производство про­ дукции. Повышается также стойкость штамповой оснаст­ ки за счет применения в ней твердого сплава, а это по­ зволяет эффективно применять средства механизации и автоматизации производственных процессов.

В промышленности часто применяются новые мате­ риалы, механические и физические свойства которых в значительной мере отличаются от обычных, давно извест­ ных. В связи с этим нельзя допускать снижение стойко­ сти оснастки ниже уровня ее рентабельности. Этого мож­ но добиться путем армирования штампов твердыми спла­ вами, прочность которых намного выше стали.

БоЛыпую работу по проектированию, изготовлению и внедрению в производство штампов, армированных твер­ дыми сплавами, провел Государственный институт по проектированию заводов специализированного автотран­ спорта. Сейчас они широко применяются на Львовском

3

телевизионном заводе, заводе телеграфной аппаратуры и других предприятиях страны. В данной брошюре. автор обобщает этот опыт.

ТВЕРДЫЕ СПЛАВЫ ДЛЯ АРМИРОВАНИЯ ШТАМПОВ

В настоящее время для армирования штампов приме­ няются твердые сплавы вольфрамо-кобальтовой группы: для пуансонов и матриц пробивных и вырубных штампов

—марки ВК15, ВК20 и ВКЗО, а также ВК15М, ВК20М

иВКЗОМ; для вытяжных пуансонов и матриц — ВК6„ ВК8 и ВКЮ.

Механические и физические свойства твердых спла­ вов зависят от количественного соотношения карбида вольфрама и кобальта, а также от структуры (размера зерен карбида) и технологии ее получения. Твердость вольфрамо-кобальтовых сплавов также изменяется в за­ висимости от содержания кобальта и размеров зерен карбида вольфрама. Например, при повышении содержа­ ния кобальта в сплаве, а также при увеличении размеров зерен карбида 'вольфрама твердость падает. Однако да­ же у крупнозернистого сплава ВКЗО она значительно вы­ ше, чем у быстрорежущей стали.

С повышением содержания кобальта возрастает со­ противление изгибу. У мелкозернистых сплавов при со­ держании кобальта 25% оно достигает 220—240 кг/мм2,. у крупнозернистых при содержании кобальта 15—20% — 190—210 кг/мм2.

С повышением температуры прочность сплавов на из­ гиб снижается. При достижении 600°С сопротивление из­ гибу сплава ВК20 примерно в 2 раза меньше, чем при комнатной температуре.

Ударная вязкость у крупнозернистых сплавов значи­ тельно выше (у ВК8 — 0,35 и ВКЗО — 0,75 кгсм/мм2), чем

4

у мелкозернистых (0,25 и 0,65 кгсм/мм2) сплавов того же состава. С повышением температуры ударная вязкость сплавов возрастает, начиная с 400°С.

Вольфрамо-кобальтовые сплавы обладают высоким сопротивлением сжатию. Предел прочности при этом за­ висит от содержания кобальта и величины его зерен. Прочность при сжатии у твердых сплавов снижается с увеличением содержания кобальта и составляет у спла­

ва ВК8 — 390—420 кг/мм2 против 270—300 кг/мм2 у спла­

ва вкзо.

Мелкозернистые сплавы имеют более высокую проч­ ность при сжатии, вольфрамо-кобальтовые обладают в 2—3 раза большими значениями модуля упругости, чем быстрорежущая сталь.

При повышении содержания кобальта в сплаве мо­ дуль упругости снижается. Физико-механические свойст­ ва твердых сплавов показаны в таблице 1.

Т а б л и ц а I

Физико-механические свойства вольфрамо-кобальтовых сплавов

5

Т а б л и ц а

Твердые сплавы, рекомендуемые для армирования вырубных штампов

в соответствии с назначением отдельных деталей (реко­ мендуемые материалы приводятся в таблице 3).

Постоянное центрирование режущих элементов мат­ риц и пуансонов, исключающее всякую возможность их взаимного засекания, обеспечивается применением нап­ равляющих деталей из наиболее высокостойких материа­ лов. Для этого используют армирование колонок и вту­ лок твердыми сплавами, либо оснащают их шариковыми направляющими (рис. 1).

Рис. 1. Направляющие втулки и колонки твердосплавных штампов:

а — шариковые направляющие;б — направляющие с твердосплавными встав­ ками.

/ — колонка; 2 — сепаратор; 3 — втулка; 4 — фланец; 5-~ прижимная гайкаг 6 — твердосплавные направляющие.

Колонки запрессовывают в верхнюю плиту, что при их перекосах в равном конструкционном оформлении режу­ щих элементов значительно уменьшает смещение пуансо­ нов относительно матриц.

9