Учебное пособие

Слесарь-инструментальщик

Конструкция рабочих частей и деталей штампов и пресс-форм

Рассмотрим, какой должна быть конструкция рабочей части, чтобы обеспечить хорошую работу штампа.

На фиг. 129, а изображены вырубные пуансон и матрица и буквами показаны их наиболее важные (конструктивные элементы С помощью пуансона и матрицы осуществляется процесс вырубки металла. Он очень похож на процесс резания резцами или другими режущими инструментами. Однако этот процесс имеет и ряд своих особенностей, так как при вырубке требуется применять огромные усилия, чтобы преодолеть сопротивление резанию металла. Это усилие для неотожженных сталей доходит до 105 кг на 1 мм².

Фиг. 129. Конструкция рабочих частей штампа

Поэтому важно уметь повлиять на уменьшение усилия вырезки. Очень большое значение при этом оказывают радиусы округления режущей кромки р и Рь угол наклона режущих граней матрицы или пуансона Я, и величина зазора между пуансоном и матрицей σ. Радиусы ρ и ρ₁ представляют естественные радиусы, округления режущих кромок, образующиеся при шлифовке и заточке пуансона и матрицы и постепенно возрастающие по мере их затупления. Поскольку эти величины должны быть минимальными, пуансон и матрица подвергаются переточке, когда ρ и ρ₁ превзойдут определенные пределы. Угол скоса режущих граней пуансона и матрицы λ назначается с целью уменьшения усилия вырубки когда мощности пресса недостаточно. В остальных случаях режущие грани пуансона и матрицы выполняются с углом λ, равным 0°.

Особое место в конструкции рабочих частей штампа занимает величина зазора между пуансоном и матрицей σ. Если зазор слишком велик, пуансон обминает края детали и образует заусеницы. Если же он слишком мал, стойкость штампа снижается, увеличивается усилие вырезки и ухудшается поверхность среза. Величина зазора между пуансоном и матрицей зависит от толщины и механических свойств материала детали. Предельные нормы зазоров обычно указываются в рабочих чертежах штампов. Чтобы облегчить процесс вырубки и удаления деталей и отходов из матрицы, упростить изготовление и уменьшить износ матрицы, ее рабочий контур выполняется в виде нe одной, а двух поверхностей; рабочей ленточки, перпендикулярной рабочему контуру, с шириной, равной 2—5 мм, и затылочной поверхности, .натравленной иод углом α = 3—5° к поверхности ленточки.

Значительно проще конструкции гибочных штампов (фиг. 129, б). Форма их рабочих частей, в основном, соответствует форме поверхностей готовой детали. Следует указать, что в данной конструкции радиус округления р не играет той отрицательной роли, как это имеет место в .вырубных штампах. Здесь его назначение состоит в образовании соответствующей формы детали. Такую же роль выполняет и угол профиля штампа β. Этот угол, как правило, не соответствует углу готового профиля детали и должен быть меньше па некоторую величину, зависящую от величины радиуса ρ, толщины материала и его механических свойств. Несмотря на это, конструктору все же редко удается установить правильную величину угла β, поэтому его подбирают опытным путем при испытании и отладке штампа.

Конструкция рабочих частей вытяжных штампов (фиг. 129, в) отличается тщательностью обработки их рабочих поверхностей и плавностью сопряжений. Радиусы округления ρ и ρ₁ здесь имеют совершенно особое значение, непосредственно влияя на (величину усилия вытяжки и на качество детали. Это влияние состоит в том, что слишком большие величины ρ и ρ₁ приводят к росту усилия и появлению трещин в детали, а недостаточная их величина способствует образованию в ней складок.

Зазор между пуансоном и матрицей в вытяжном штампе оказывает не меньшее влияние на его работу, чем зазор между пуансоном и матрицей вырубного штампа. Необходимая величина этого зазора может быть определена, как сумма толщины материала детали и величины действительного зазора, принимаемого равным 10—20% этой же толщины. При недостаточной величине зазора па детали возникают надрывы и трещины, при излишней величине — образуются складки на ее поверхности.

Одно из главных требований, которому должны отвечать конструкции штампов и пресс-форм, состоит в их технологичности. Дело в том, что особенно в этих двух видах оснастки имеется много элементов, с трудом поддающихся обработке. Наиболее удачным решением вопроса улучшения технологичности является переход на сборные конструкции формующих частей.

Основная часть штампа или пресс-формы в сборе (без пуансона и матрицы) называется пакетом. В состав пакета .входят верхние и нижние плиты, колонки с направляющими втулками и хвостовик. Пакеты отличаются расположением колонок,которое может быть односторонним или диагональным.

Съемовыталкивающие детали можно встретить во всех разновидностях штампов. Самая простая конструкция подобных устройств представляет собой обыкновенный упор, задерживающий деталь в нижней половине штампа при движении его другой половины кверху. Существуют и более сложные съемно-выталкивающие механизмы, получающие принудительное движение от пресса или же от самого штампа. Кроме жестких выталкивающих механизмов, широко используются устройства для эластичного выбрасывания, действующие с помощью спиральных пружин или резиновых буферов. Резиновые буферы особенно часто применяются для выталкивания деталей при вытяжке.

Эти устройства несложны по конструкции и поэтому не нуждаются в подробном описании. То же самое можно сказать и о других деталях штампов и пресс-форм.