Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Штампы листовой штамповки. Технология изготовления штамповой оснастки: текст лекций. В 2 ч. Часть 1

Голосов: 5

Изложена технология изготовления штамповой оснастки для холодной штамповки. Предназначено для студентов машиностроительных факультетов пятого курса, специализирующихся в области обработки металлов давлением, изучающих дисциплину "Технология производства кузнечно-штамповочного оборудования и штамповой оснастки".

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
            Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
        «Ульяновский государственный технический университет»




              В. М. Никитенко, Ю. А. Курганова




       Штампы листовой штамповки.
        Технология изготовления
          штамповой оснастки

                        Текст лекций
      для изучения дисциплины «Технология производства
 кузнечно-штамповочного оборудования и штамповой оснастки»

                                   Часть 1




                                  Ульяновск
                                    2010


                                       1


  УДК 621.73.002.5 (075.8)
  ББК 34.4 г я 7
    Н 93



  Рецензенты:
       начальник бюро центра подготовки и переподготовки специалистов на
       заказчика ОАО «УМЗ» д-р. техн. наук, Филимонов В. И.,
       канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой «М и ОМД» Кокорин В. Н.,
       начальник инструментального цеха ОАО «УМЗ» Штукатуров П. С.



           Утверждено редакционно-издательским советом Ульяновского
       государственного технического университета в качестве текста лекций



       Никитенко, В. М.
Н 93   Штампы листовой штамповки. Технология изготовления штамповой осна-
       стки: текст лекций. В 2 ч. Ч. 1 / В. М. Никитенко, Ю. А. Курганова. –
       Ульяновск : УлГТУ, 2010. – 68 с.

        ISBN 978-5-9795-0576-3

           Изложена технология изготовления штамповой оснастки для холодной штамповки.
       Предназначено для студентов машиностроительных факультетов пятого курса, специа-
       лизирующихся в области обработки металлов давлением, изучающих дисциплину
       «Технология производства кузнечно-штамповочного оборудования и штамповой
       оснастки».


                                                            УДК 621.73.002.5 (075.8)
                                                                     ББК 34.4 г я 7

                                         © Никитенко В. М., Курганова Ю. А., 2010
  ISBN 978-5-9795-0576-3                           © Оформление. Ул ГТУ, 2010



                                           2


                                                    ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................... 4

Глава 1. КОНСТРУКЦИИ ШТАМПОВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ (ХШ)
    Лекция 1. Конструкторско-технологический классификатор штампов (хш) ........ 6

Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОВ
    Лекция 2. Требования, предъявляемые к изготовлению штампов .......................... 8
    Лекция 3. Выбор материалов для изготовления деталей штампов ........................ 12
    Лекция 4. Выбор способа и технологического процесса изготовления штампов 14
    Лекция 5. Особенности термической обработки деталей штампов ....................... 15

Глава 3. ОТДЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ
    Лекция 6. Механическая обработка ...........................................................................                      19
    Лекция 7. Слесарная обработка матриц ....................................................................                         25
    Лекция 8. Обработка пуансонов ................................................................................                    32
    Лекция 9. Профильное шлифование пуансонов и матриц ......................................                                         34
    Лекция 10. Доводка и полирование деталей штампов ............................................                                     46
    Лекция 11. Особенности сборки штампов ................................................................                            42
    Лекция 12. Изготовление штампов с применением быстротвердеющих
    пластмасс .....................................................................................................................   49

Глава 4. РЕМОНТ ШТАМПОВ. ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ ШТАМПОВОЙ
    ОСНАСТКИ
    Лекция 13. Виды ремонта штампов ........................................................................... 55
    Лекция 14. Износ деталей штампов и способы их восстановления ....................... 57
    Лекция 15. Штампы со вставками из твердых сплавов ........................................... 62

ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................................. 66
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ ........................................................................................ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ........................................................................... 68




                                                                  3


                                 ВВЕДЕНИЕ

     На кафедре «Материаловедение и обработка металлов давлением» ведется
освоение специальных методик для проектирования технологических процес-
сов. В итоге студенты уже на этапе обучения в университете учатся пользовать-
ся всеми преимуществами, предоставляемыми современными компьютерными
системами в области имитационного моделирования. Ускоренный темп роста
машиностроительной промышленности и связанное с ним расширение областей
применения процессов штамповки, значительное увеличение номенклатуры из-
готовляемых изделий и необходимость быстрого освоения производства боль-
шого числа новых штамповок высокого качества, снижения стоимости их изго-
товления - все это требует коренного изменения системы технологической под-
готовки штамповочного производства.
     Базовой дисциплиной для специальности 15 02 01-Машины и технология
обработки металлов давлением является «Технология производства кузнечно-
штамповочного оборудования и штамповой оснастки», содержание которой
определяется выпиской из государственного образовательного стандарта выс-
шего профессионального образования. Выписка из ГОС ВПО

Индекс           Наименование дисциплины и ее основные разделы      Всего
                                                                    часов
 СД.08.         ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КУЗНЕЧНО-                    85
             ШТАМПОВОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ШТАМПОВОЙ
                            ОСНАСТКИ
          Основные технологические процессы в машиностроении;
          критерии и обеспечение качества изделий; точность изде-
          лий; факторы, влияющие на точность обработки. Проекти-
          рование технологических процессов обработки и сборки;
          приспособления. Технология производства типовых дета-
          лей машин и основы САПР. Технология изготовления и
          сборки штампов; стали и твердые сплавы для штампов;
          применение пластмасс для штампов; технологические про-
          цессы изготовления твердосплавных формообразующих
          деталей штампов.



                                        4


    Технологический процесс штамповки должны разрабатывать специалисты
высокой квалификации. Разработка процесса настолько трудоемка, что в сред-
несерийном и особенно в мелкосерийном производстве часто приходится отка-
зываться от разработки подробных технологических процессов. Разработки ме-
таллосберегающих технологических процессов штамповки и конструирования
штампов, расчеты оптимального варианта загрузки оборудования значительно
сокращают сроки подготовки производства, исключают субъективные ошибки
технолога при проектировании и позволяют рассчитать все параметры процесса
с помощью научно обоснованных рекомендаций по специальным методикам и
точным формулам различной сложности.
     В предлагаемых лекциях рассмотрены особенности изготовления штампов
для листовой штамповки, стали и твердые сплавы для штампов, применение
пластмассы для штампов; технологические процессы изготовления твердо-
сплавных формообразующих деталей штампов. Знание основ теории листовой
штамповки помогает современному специалисту в области обработки материа-
лов давлением ориентироваться в этих вопросах.
     Основные используемые понятия расшифровываются в ходе лекций.




                                    5


Глава 1. КОНСТРУКЦИИ ШТАМПОВ ДЛЯ ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ

    Лекция 1. КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР
                           ШТАМПОВ (ХШ)


     Штампы различаются по технологическому признаку, конструктивному
оформлению, по способу подачи заготовок и удалению отходов.
     Пo технологическому признаку штампы разделяются на две группы:
штампы для разделительных операций и штампы для формоизменяющих опе-
раций.
     К первой группе относятся штампы для отрезания, вырубки, пробивки,
надрезания, обрезания, зачистки, ко второй – штампы для гибки, формовки, вы-
тяжки, объемной штамповки и некоторых других операций.
     Кроме того, к технологическому признаку классификации штампов отно-
сится степень совмещенности операций: штампы однооперационные и много-
операционные (комбинированные). Комбинированные штампы могут быть
подразделены на штампы совмещенного действия и на штампы последователь-
ного действия.
     По конструктивному оформлению различают штампы без направляющих
устройств, с направляющей плитой (пакетные штампы), с направляющими ко-
лонками (блочные штампы).
     По способу подачи заготовок штампы могут быть разделены на штампы с
ручной подачей и с автоматической.
     По способу удаления отштампованных деталей – на штампы с провалом
через окно в матрице, с обратной запрессовкой детали в полосу, с выталкивани-
ем детали в верхнюю часть штампа и удалением ее жестким выталкивателем,
сдуванием сжатым воздухом или удалением вручную.
     Конструкцию штампа выбирают соответственно типу производства, в ко-
тором он будет использоваться, мелкосерийном, крупносерийном или массо-
вом. Штампы должны удовлетворять следующим требованиям:
     1) точность и качество штампуемых деталей должны соответствовать чер-
тежу и техническим условиям;




                                      6


     2) рабочие части штампа должны обладать достаточной прочностью, экс-
плуатационной стойкостью и возможностью легкой и быстрой замены изно-
шенных деталей;
     3) штамп должен обеспечивать требуемую производительность, удобство
обслуживания, безопасность работы и надежность закрепления его на прессе;
     4) в конструкции штампа в основном должны быть использованы стан-
дартные и нормализованные детали; количество специальных деталей должно
быть минимальным;
     5) отходы при штамповке должны быть минимальными.
     Части штампов соответственно их назначению можно разделить на сле-
дующие основные группы:
     рабочие – образующие форму детали (пуансоны, матрицы и их секции);
     корпусные – связывающие детали штампа между собой и с прессом (ниж-
няя и верхняя плиты, хвостовики);
     направляющие – для направления движения верхней части штампа по от-
ношению к нижней во время работы (колонки, втулки);
     подающие – для подачи материала или заготовок на позицию штамповки;
     установочно-фиксирующие – создающие правильное положение материала
или заготовки в штампе и удерживающие их во время выполнения операции;
     с ъ е м н о-удаляющие – снимающие и удаляющие заготовки и отходы
штамповки после выполнения операции (съемники, выталкиватели);
     крепежные – для соединения и скрепления отдельных частей или деталей
штампа (пуансонодержатели, держатели и обоймы матриц, все крепежные де-
тали).



    Контрольные вопросы
    1. Каково назначение штампов в машиностроении?
    2. По каким признакам классифицируют штампы?
    3. Каким требованиям должны удовлетворять штампы?
    4. Как выбирают конструкцию штампа?
    5. На какие основные группы по назначению можно разделить штампы?
    6. Какие основные типы штампов применяют в машиностроении?



                                    7


         Глава 2. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПОВ

  Лекция 2. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ИЗГОТОВЛЕНИЮ ШТАМПОВ


     К изготовлению штампов для холодной штамповки предъявляются сле-
дующие основные требования:
     высокая точность изготовления деталей и сборки;
     высокое качество обработки сопрягаемых и формующих поверхностей де-
талей.
     Эти требования зависят друг от друга. Так, например, высокое качество
обработки поверхностей пуансонов и матриц штампа обеспечивает необходи-
мую стойкость, а точная взаимная подгонка пуансона и матрицы – получение
высококачественных деталей и высокую стойкость штампа в работе. Пренеб-
режение одним из этих требований явится причиной низкого качества штампа.
Например, низкая твердость штампа вследствие неправильного режима терми-
ческой обработки сведет на нет все усилия по получению высокой точности об-
работки, так как штамп будет иметь низкую стойкость.
     Штамповая оснастка в процессе эксплуатации находится под действием
значительных нагрузок. Эти нагрузки различны по величине и направлению и
зависят от характера работ, для которых предназначен штамп. Так, например,
матрицы вырубных штампов при работе испытывают напряжение на изгиб, на
разрыв и на срез; матрицы штампов ударного выдавливания испытывают на-
пряжения на изгиб и разрыв, а пуансоны к этим штампам – напряжения на из-
гиб и сжатие. Выдержать все эти нагрузки сможет лишь такая деталь штампа,
для изготовления которой правильно выбран материал. Помимо силовых нагру-
зок, возникающих в рабочий момент, на штамповую оснастку влияют и другие
условия, например загрязнение материала, подвергающегося штамповке. Попа-
дание земли или песка является причиной истирания рабочей кромки пуансо-
нов и матриц в вырубных штампах или приводит к задирам на рабочих поверх-
ностях вытяжных и гибочных штампов [1, 5, 10].
     Способность штампов выдержать определенное количество вырубок до
ремонта или до полного износа называют их стойкостью. Для вырубных
штампов средняя стойкость составляет 15 – 20 тыс. деталей до переточки и
600–800 тыс. деталей до полного износа. Штамп, изготовленный с учетом осо-


                                     8


бенностей технологии штамповки (например, устройство соответствующего
уклона в окнах вырубных матриц), имеет более высокие эксплуатационные
данные.
     Повышение стойкости штампов зависит от качества их изготовления: от
точности сопряжения, термической обработки деталей штампа, участвующих в
формообразовании изделий, и качества отделки рабочих поверхностей пуансо-
нов и матриц. Наибольшее значение это имеет при изготовлении матриц и пу-
ансонов вытяжных штампов и штампов для ударного выдавливания.
     В результате механической обработки на поверхностях деталей штампа
остаются следы воздействия режущего инструмента или шлифовального круга.
Эти следы в виде гребешков и впадин отрицательно влияют на работу фор-
мующих и сопрягаемых деталей.
     Направление штриха от полировочного материала на рабочих поверхно-
стях деталей штампов должно быть параллельно течению или движению мате-
риала штампуемой детали. Особенно это касается штампов ударного выдавли-
вания, в которых металл под действием удара переходит в пластическое со-
стояние и течет вверх по пуансону. В этом случае поперечные риски на матри-
це и пуансоне будут задерживать течение металла, трение увеличится, и поя-
вится необходимость в приложении дополнительного усилия для его преодоле-
ния. Это же можно сказать и об условиях работы вытяжных штампов. В неко-
торых случаях по этой причине возможен даже отрыв дна вытягиваемой дета-
ли. Продольные риски на рабочих поверхностях матриц и пуансонов вытяжных
штампов приводят к образованию на вертикальных стенках вытягиваемой дета-
ли полос (рисок), портящих ее внешний вид. Правильное и стабильное сопря-
жение трущихся поверхностей штампов также зависит от шероховатости по-
верхности сопрягаемых деталей. Плохо отполированные посадочные поверхно-
сти после непродолжительной работы вследствие истирания гребешков теряют
свои размеры: увеличивается размер отверстия, а размер стержня уменьшается,
и скользящая посадка переходит в посадку движения или ходовую, точность
теряется.
     В инструментальном производстве для контроля шероховатости обрабо-
танных поверхностей деталей применяют специальные приборы для точного
определения шероховатости; или же сравнивают проверяемую поверхность с
поверхностью эталона чистоты.


                                     9


     Точность изготовления деталей штампов связана с точностью, предъяв-
ляемой к детали, для которой предназначен штамп. Поэтому вопросы точности
рассматриваются в каждом случае, исходя из назначения детали штампа и за-
данной точности штампуемой детали. При этом все детали штамповой оснастки
разделяются на две группы:
     1) детали технологического назначения, непосредственно участвующие в
формообразовании штампуемых деталей (матрицы, пуансоны); к изготовлению
деталей этой группы предъявляются наиболее высокие требования;
     2) детали конструктивного назначения, обеспечивающие связь и взаим-
ную фиксацию частей штампа; детали этой группы изготовляются с понижен-
ной точностью.
     Точность обработки поверхности отдельных участков деталей штампа
обычно рассматривается в соответствии с принадлежностью их к одной из сле-
дующих трех категорий:
     -участки или отдельные элементы деталей, определяющие качество изго-
товления штампуемых деталей по конфигурации и размерам (рабочие окна
матриц, рабочие части вырубных, вытяжных и других пуансонов) эти детали,
наиболее трудоемкие и сложные по технике обработки, характеризуются наи-
большей точностью изготовления и требуют соблюдения строгих допусков;
     - сопрягаемые поверхности, обеспечивающие правильное положение в
штампе отдельных его деталей, участвующих в формообразовании штампуе-
мых изделий (плоскости соединения сборных матриц и их посадочные плоско-
сти, установочные поверхности пуансонов, вкладышей, стержней, контурные
окна направляющих и пуансонодержателей и т. д.); в большинстве случаев все
эти поверхности (при некруглой форме) обрабатываются по месту индивиду-
альной подгонкой;
     - поверхности и участки деталей, не влияющие на точность изготовляемой
детали (верхние и нижние плиты, плоскости пуансонодержателей, основания
штампов и т. п.); эти поверхности обрабатывают по допускам свободных
размеров.
     Наиболее точного изготовления требуют матрицы и пуансоны вырубных и
пробивных штампов, а также направляющие колонки и втулки. Допуски на из-
готовление вырубных и пробивных пуансонов и матриц тесно связаны с вели-
чиной зазора между ними, так как повышенные допуски влекут за собой уве-


                                    10



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика