Стальной лист толщиной 1,5 мм производится методом горячей и холодной прокатки и может поставлятся как в виде отдельных листов, так и в виде рулонов.
В промышленности листовая сталь широко используется в штамповочном производстве, где на прессах различных типов вырубаются нужные детали, в процессе вырубки производится зачистка краев деталей от излишнего металла.
Зачистные операции являются важным этапом промышленного производства, поэтому рассмотрим их более подробно.
Зачистка деталей снятием припуска может производиться как по наружному, так и по внутреннему контурам. Она применяется; для получения перпендикулярной, чистой и гладкой поверхности ереза, повышенной точности формы и размеров контура и отверстий. Зачистке снятием припуска подвергаются как металлы, так и многие неметаллические материалы (гетинакс, фибра, текстолит и др.).
Зачистка по наружному контуру может быть выполнена несколькими способами:
Рис. 1. Схема зачистки снятием припуска
1) пуансоном меньше матрицы, когда матрица имеет размеры зачищаемой детали, а пуансон сделан на 0,008-0,010 мм меньше этих размеров (рис. 1, а);
2) пуансоном больше матрицы, когда матрица имеет размеры зачищаемой детали, а пуансон - размеры заготовки, поступающей на зачистку (рис. 1, б);
3) обжимкой в конусной матрице или с заваленными режущими кромками (рис. 1, в);
4) вырубкой с зачисткой двумя матрицами, расположенными вертикально одна над другой (см. рис. 4).
Зачистка по внутреннему контуру осуществляется двумя способами :
1) зачистка отверстий срезанием припуска (калибровка);
2) одновременная пробивка и зачистка пуансонами со специальной формой торца.
Зачистка деталей по наружному контуру пуансоном меньше матрицы
Рис. 2. Схема процесса срезания при зачистке: а-начальная
стадия; б и в-промежуточные стадии
Этот способ зачистки является наиболее распространенным и широко применяется в приборостроении и в точной индустрии.
Процесс зачистки детали по наружному контуру схематически показан на рис. 2. На матрицу 2 устанавливается предварительно вырубленная заготовка 3, имеющая размеры, большие матрицы на величину припуска на зачистку. При нажатии пуансона 1 на заготовку 3 режущие кромки матрицы 2 вдавливаются в металл. При этом зона деформации распространяется не на всю толщу металла, а лишь на некоторый элемент.
Когда сопротивление металла срезу в зоне деформации будет преодолено, произойдет отделение элемента n1 от заготовки по плоскости А В под углом β. При дальнейшем опускании пуансона и проникновении режущих кромок матрицы в металл элемент n1 будет перемещаться по плоскости матрицы ВС в направлении от детали. Одновременно от нее будут отделяться все новые и новые элементы n2, n3 и т. д. Это отделение будет происходить до тех пор, пока не срежется весь слой заготовки.
В начале срезания каждый элемент отделяется по замкнутой фигуре, но по мере удаления стружки от поверхности заготовки происходит ее разрыв.
В зависимости от формы контура обрабатываемой детали, рода и толщины материала зачистка может быть однократной и многократной. Количество необходимых зачистных операций устанавливают из следующих соображений. Для простого контура детали (без острых углов) толщиной до 3 мм для всех металлов ограничиваются одной зачистной операцией; для деталей толщиной свыше 3 мм применяют двукратную зачистку. В случае сложного контура (с острыми углами) для деталей из твердой стали толщиной до 3 мм требуются две зачистные операции; для всех металлов толщиной свыше 3 мм необходимо применять 2-3 зачистные операции. Необходимость снятия дополнительного слоя при многократной зачистке для получения достаточно чистой поверхности должна быть учтена при назначении припуска на вырубку.
Таким образом для изготовления деталей из купленной листовой стали толщиной 1,5 мм достаточно одной зачистной операции.
Чистота зачистки зависит от рода зачищаемого металла, состояния рабочих кромок матрицы и от припуска на зачистку.
Припуск на зачистку. Деталь после вырубки имеет вследствие неперпендикулярности поверхности среза два размера: один по матрице Dм, другой по пуансону - Dп = Dм - z (z - зазор между матрицей и пуансоном). Для проведения качественной зачистки необходимо срезать с заготовки часть, соответствующую величине z, и некоторый дополнительный припуск у.
. Общая величина зачистки (суммарный припуск А) будет
Δ = z + у. (68)
Рис. 38. Схема к назначению размеров
пуансона и матрицы для вырубки
детали под зачистку
Размеры вырубного штампа для деталей, подвергающихся последующей зачистке (рис. 3):
Dп = Dн + у (69)
Dм = Dн + (у + z) = Dн + Δ (70)
где Dн - номинальный размер изделия после зачистки; Dп - размер пуансона вырубного штампа (для вырубки заготовки); Dм - размер матрицы вырубного штампа.
Величина припуска на зачистку зависит в основном от толщины и рода материала, контура детали, а также от конструкции загрузочного устройства.
Величину припуска у на диаметр или на обе стороны зачищаемой детали для материалов толщиной 0,5-10,0 мм берут в следующих пределах: для латуни и мягкой стали у=0,10÷0,40 мм при зазоре вырубного штампа z=(0,05÷0,07) у, для стали средней твердости у = 0,15÷0,50 мм при z = (0,09÷0,11) s; для твердой стали у = 0,15÷0,60 мм при z = (0,12÷0,15) s.
При многократной зачистке припуски распределяют так: на первой зачистке 60%, на второй - 25-30%, на третьей -15-10% от общего припуска, принятого для многократной зачистки. Заготовку в зачистном штампе следует укладывать на матрицу широкой (закругленной) частью вниз, т. е. зачистку производят в том же направлении, что и вырубку; зачистную матрицу изготовляют с цилиндрическим пояском высотой h = 6 ÷8 мм и Ra 0,16-0,10.
Для твердой стали лучшая шероховатость поверхности получается при небольшом закруглении матрицы радиусом 0,2-0,3 мм.
Зазор между матрицей и пуансоном зачистного штампа берут в пределах 0,008-0,010 мм независимо от толщины и рода материала.
Шероховатость поверхности среза при этом способе зачистки достигает для латуни Ra 0,63-0,32; для мягкой стали Ra 1,25-0,50; для твердой стали Ra 2,50-1,25. Точность штамповки 3-2-й классы точности. Увеличение в размерах деталей после выхода из матрицы при этом способе зачистки и острых режущих кромках штампов ничтожно - оно составляет 0,005 мм, при заваленных режущих кромках - 0,020-0,025 мм.
Усилие для зачистки. Усилие, необходимое для зачистки детали Рзач, можно приближенно определить из зависимости
Усилие для проталкивания зачищаемой детали через отверстие матрицы Qпp. зач в 2,0-2,5 раза больше, чем Qпp при вырубке. Усилие Qпp. зач можно определить из зависимости
После подстановки этого значения Qnp. зач в уравнение (71) получим удобную формулу для расчета усилия зачистки
где u - периметр зачистки; Δ - суммарный припуск на зачистку; τ0 - сопротивление срезу.
Зачистка наружного контура пуансоном больше матрицы
В этом случае предварительно вырубленную заготовку с размером больше зачистной матрицы на величину припуска 2у' укладывают в гнездо загрузочной планки на матрицу (см. рис. 1, б). При зачистке первой детали пуансон не доходит до плоскости матрицы на величину hн = (0,10÷0,15) s. Затем, при очередном ходе ползуна пресса, последующая заготовка, проталкивая предыдущую в матрицу, производит ее зачистку. Оставшийся вокруг контура отход в виде ободка (фланца) как бы отбортовы-вается и образует заусенец, который потом уже отдельно снимается. Припуски на зачистку на обе стороны 2у' здесь устанавливают из тех же зависимостей, как и для второго способа чистовой вырубки. Этот способ зачистки применяется главным образом для цветных металлов и их сплавов. Достоинствами его являются хорошая шероховатость поверхностей Ra 0,63-0,32 и меньшая стоимость изготовления рабочих частей зачистного. штампа, так как не требуется строгой пригонки пуансона к матрице. Форма проходного рабочего отверстия матрицы и шероховатость поверхности здесь такие же, как и для первого способа зачистки.
Зачистка наружного контура обжатием
Такая зачистка производится прогонкой вырубленной заготовки через матрицу с обратным конусом в 1-2°, переходящим затем в цилиндр, или (чаще) через матрицу с закругленными (заваленными) режущими кромками радиусом (0,2+ 0,3) s (см. рис-. 1, в).
Припуск на обжатие не должен превышать 0,06-0,08 мм ца сторону во избежание поломки пуансона под действием значительных усилий, возникающих на этой операции. Зазор между матрицей и пуансоном берут порядка 0,01 мм.
Зачистка обжатием применяется преимущественно для стальных изделий, как окончательная чистовая операция. Матрицу для зачистки алюминиевых деталей (ложек) делают не с закругленными кромками, а в виде фаски с размерами, равными по вертикали (0,3÷0,5) s, по горизонтали 0,1s (на сторону).
За рубежом зачистку мелких деталей производят на специальных репассажных прессах с виброползуном, совершающим 700-1000 коротких ударов в минуту при подаче на 0,05 мм за один ход пресса.
Одновременная вырубка с зачисткой наружного контура двумя вертикально расположенными матрицами
Рис. 4. Вырубка с зачисткой двумя вертикально расположенными одна над
другой матрицами
Такая комбинация операций может производиться как по принципу объединения вырубки с зачисткой пуансоном больше матрицы (рис. 4), так и по принципу зачистки обжатием.
На нижней плите 4 штампа закреплены две матрицы: верхняя 2 - вырубная и нижняя 5 - зачистная. К вырубной матрице снизу
в расточку крепится загрузочная планка 3, установленная так, что между ней и зачистной матрицей имеется просвет, несколько меньший, чем толщина заготовки, на 0,2-0,3 мм. Рабочие отверстия обеих матриц и планки строго сцентрированы, что обеспечивает снятие равномерного слоя металла при зачистке.
Детали, вырубаемые из полосы пуансоном 1 и первой матрицей 2, опускаются сквозь планку 3 к зачистной матрице 5. Когда пространство в отверстии матрицы и планки будет заполнено, при каждой следующей вырубке одна из деталей, лежащих на плоскости зачистной матрицы, будет проталкиваться через нее слоем вырубленных деталей, находящихся под давлением пуансона. Одновременно с проталкиванием производится зачистка, причем припуск в виде стружки будет принудительно (само-проталкиванием) выходить в просвет между планкой и матрицей по стрелке А. Упор 6 - автоматический, действующий от пресса.
Указанный способ одновременной вырубки с зачисткой можно применять для деталей простой формы толщиной 0,5-5,0 мм, а для деталей усложненной формы только до 2 мм, причем отношение ширины к толщине детали в самых узких местах ее должно быть не менее шестикратной величины. Вторым условием является также и то, чтобы величина завалов на вырубленной детали не превосходила 0,1 мм, так как при больших завалах будет получаться искривление детали и значительные заусенцы при зачистке.
Рис. 5. Последовательная вырубка с зачисткой
В некоторых случаях требуется зачистить не весь контур детали, а только лишь часть или несколько его участков. Эта операция может быть выполнена в последовательном вырубном - зачистном штампе (рис. 5). Здесь пуансон 2, пробивая отверстие, образует в полосе участки, подлежащие зачистке, с необходимым припуском. Вырубной пуансон 1 при следующем шаге отделяет от полосы весь контур детали. При этом с предварительно пробитого участка отделяется только припуск, оставленный под зачистку. Дополнительная точная фиксация полосы производится ловителями, входящими в заранее пробитые в нее пуансонами 3 и 4 отверстия. Подобные штампы должны быть тщательно изготовлены и иметь надежную фиксацию полосы по шагу.
Зачистка деталей по внутреннему контуру срезанием припуска (калибровка)
Этот способ обработки применяется для зачистки точных отверстий небольшого диаметра (до 5 мм) при штамповке деталей приборов и часовых механизмов из стального листа толщиной 1,5 мм и другой толщины.
Зачистка отверстий производится пуансоном без зачистной матрицы (рис. 6). Матрицей здесь служит обыкновенная плита.
Рис. 6. Процесс образования стружки при зачистке отверстия (калибровке)
Зачистка деталей по внутреннему контуру срезанием припуска (калибровка) с соответствующими углублениями и укрепленными на ней фиксирующими штифтами или планкой. Обычно диаметр лунки в плите D берется в полтора раза больше диаметра калибруемого отверстия d, т. е. D ≥ 1,5d.
Возможность зачистки отверстий одним пуансоном без матрицы объясняется тем, что здесь снимаются стружки незначительной толщины и потребное усилие для отделения стружки в несколько раз меньше того, которое необходимо для изгиба детали в зоне калибруемого отверстия. Процесс срезания припуска при калибровке отверстия сходен с процессом зачистки по наружному контуру, с той лишь разницей, что последовательное образование кольцевых элементов стружки происходит внутри отверстия, вследствие чего стружка не разрывается, а остается целой в виде трубки до конца процесса,
Последний ее элемент образуется с нижней стороны. Срезанная трубчатая стружка имеет блестящую внутреннюю поверхность и матовую наружную.
На рис. 6 показаны три последовательные момента образования стружки при зачистке отверстия.
Припуск на калибровку зависит главным образом от толщины и рода материала, а также от величины припуска на зачистку после предварительной пробивки или сверления отверстия.
Величина припуска на калибровку отверстий (на обе стороны) А' для материалов толщиной 0,5-3,5 мм в случае предварительной пробивки отверстий точными штампами при расстоянии между центрами базирующих и зачищаемых отверстий l от 10 до 40 мм составляет 0,10-0,20 мм, а при сверлении по закерненным углублениям - 0,16-0,20 мм. Для l от 40 до 100 мм А' соответственно равна 0,12-0,22 мм и 0,20-0,30 мм.
Припуск задают на максимальный размер отверстия, получающегося в заготовке со стороны матрицы при пробивке. Заготовка при зачистке укладывается на матрицу, как и при пробивке, т. е. закругленными кромками вверх к пуансону.
Величина усадки отверстия после калибровки составляет для цветных металлов 0,005-0,012 мм, для стали - 0,008-0,015 мм.
Точность обработки отверстия диаметром до 5 мм и точность расстояния между отверстиями (до 100 мм) при калибровке - 0,01-0,03 мм. Шероховатость поверхности после обработки Ra 1,25-0,32. Калибровочный пуансон закаливают до HRC 62-64, рабочую поверхность его обрабатывают на шероховатость Ка 0,16-0,10.
Полировка в штампах
Помимо зачистки в качестве отдельной операции стали применять полировку в штампах. Она проводится после зачистки снятием припуска для сглаживания всех вертикальных рисок и горизонтальных полос, которые могли образоваться при зачистке деталей и отверстий из сравнительно твердых металлов - стали и латуни. Наружная полировка производится прогонкой зачищенной детали через матрицу с обратным конусом (около 1°), переходящим затем в цилиндр.
Полировка отверстий осуществляется пуансоном с закругленными рабочими кромками радиусом, равным толщине материала.
Припуск на полировку как по наружному, так и по внутреннему контурам, берут в пределах 0,08-0,10 мм на обе стороны. .Шероховатость поверхности полировочных матриц и пуансонов должна быть не ниже Ra 0,16-0,08, что обеспечит шероховатость поверхности обработанных деталей и отверстий до Ra 0,32-0,16.
Добавить свое объявление
Компания «Базис-Металл» готова предложить своим клиентам листовой прокат ...
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ