Давление прессования для холодного выдавливания, МПа

Усилие деформирования W = q∙F_п, где F_п – площадь поперечного сечения пуансона. Точность изготовления деталей находится в пределах 8…14 квалитетов, параметр шероховатости R_a = 10…0,63 мкм.

Холодная высадка – безотходный способ изготовления крепежных деталей и малоотходный – при изготовлении деталей типа ступенчатых и шаровых пальцев длиной до 300 мм, роликов и шариков диаметром до 50 мм. Для холодной высадки применяют калиброванный материал круглого сечения с допусками по 8…11 квалитетам. Применяемые материалы: стали марок от ст.08 до ст.45; инструментальные стали У10А, У12А; легированные стали 15Г, 20Г, 35Г2, 15Х-40Х, 40ХН, 15ХФ, 20ХФ, ШХ15; сплавы цветных металлов: Д1, Д16, латунь ЛС59-1 и др. Высадку деталей производят на холодновысадочных автоматах, а при их отсутствии – на кривошипных и фрикционных прессах, аналогично ГОШ. В первом переходе ролики 2 подают пруток 1 до упора 4, после чего матрица 3 перемещается на позицию высадки, отрезая от прутка мерную заготовку. Во втором переходе ударом высадочного пуансона 5 производится высадка головки. После возврата пуансона в исходное положение заготовка выталкивается толкателем 6, который также возвращается в исходное положение, а матрица вновь возвращается на позицию подачи. Требуемая длина исходной заготовки диаметром d равна L = l + l₁, где l₁ – длина стержня, внутри матрицы, l – длина выступающей из матрицы заготовки, необходимая для образования головки диаметром D и высотой h. Из условия равенства объёма выступающей части стержня объёму высаженной головки имеем отсюда . Формулы для определения длины l для наиболее распространенных форм головок приведены в [5]. Точность размеров элементов детали, оформляемых в матрице или в пуансоне, соответствует 8…11 квалитетам, точность размеров по длине – 11…14 квалитету. Параметр шероховатости поверхностей находится в пределах R_a = 0,32…3,2 мкм.

ХОЛОДНАЯ ЛИСТОВАЯ ШТАМПОВКА [3,5,6]

Листовая штамповка – способ изготовления плоских и объёмных тонкостенных (S≤10мм) изделий из листов, полос или лент с помощью штампов на прессах. Все операции листовой штамповки делятся на разделительные и формоизменяющие. Разделительные операции: отрезка, вырубка-пробивка. Отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига. При вырубке и пробивке пуансон 2 вдавливает отделяемую часть материала в отверстие матрицы 4. Оптимальная величина зазора между инструментом зависит от толщины S заготовки 3, пластических свойств материала и составляет (6…10%)S. Величину усилия разделительных операций определяют по формуле:

где L – длина линии реза; S – толщина металла; - предел прочности металла.

Формоизменяющие операции: гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, формовка. Гибка – операция, изменяющая кривизну заготовки. В местах изгиба наружные слои заготовки растягиваются, внутренние – сжимаются; между ними расположен нейтральный слой, не испытывающий ни растяжения, ни сжатия. По развернутой длине нейтрального слоя определяют длину заготовки до гибки.

При снятии внешних сил растянутые слои стремятся сжаться, а сжатые слои – удлиниться. Поэтому при разгрузке в зависимости от механических свойств материала (отношения Ϭ_т/Е), отношения R/S изменяется угол α между полками – проявляется эффект пружинения при гибке. Минимальные радиусы R, исключающие разрушение заготовки, в зависимости от пластичности материала принимают R_min= (0,1…2)S. Усилие одноугловой V-образной гибки:

где В – ширина заготовки.

Вытяжка – образование полой детали из плоской или полой листовой заготовки. При вытяжке без утонения стенки вырубленную заготовку 6 диаметром D давлением пуансона 3 втягивают в отверстие матрицы 1. По ширине фланца, равной D-d, возникают радиальные растягивающие и тангенциальные сжимающие напряжения. Сжимающие напряжения приводят к некоторому утолщению материала у верхнего, торцового края изделия, а при (D – d) > (18…20)S – к образованию складок. Для предотвращения образования складок применяют прижим 5 фланца заготовки к плоскости матрицы. Между поверхностями пуансона и матрицы предусматриваю зазор z = (1,1…1,3)S.

Возможность вытяжки за один переход без обрыва дна определяется коэффициентом вытяжки К_в = D/d, который в зависимости от механических свойств металла составляет 1,8…2,1. Если по расчету К_в окажется больше допустимой величины, вытяжку выполняют за два перехода. Усилие вытяжки

где b = 1,1…1,2 – для первого перехода вытяжки; b = 1,6…1,9 – для последующих переходов вытяжки отожженной заготовки; b = 2,3…2,7 – для последующих переходов без межоперационного отжига.

При вытяжке с утонением стенки зазор между матрицей и пуансоном меньше толщины стенки исходной заготовки, которая, сжимаясь между поверхностями пуансона и матрицы, утоняется и одновременно удлиняется. За один переход толщина стенки может быть уменьшена в 1,5…2,0 раза. Размеры заготовки определяют из условия равенства объёмов металла заготовки и изделия.

Отбортовка – образование борта по внутреннему или наружному контуру листовой заготовки (см. рис.). Во избежание образования продольных трещин необходимо, чтобы коэффициент отбортовки К_от = d_Б/d₀ = 1,2…1,8. Диаметр отверстия под отбортовку определяют по формуле d₀ = D₁ - π∙(r_м + S/2) - 2h.

Обжим – уменьшение периметра поперечного сечения полой заготовки. Во избежание образования продольных складок в обжимаемой части необходимо соблюдать коэффициент обжима К_о = D_заг/d_изд = 1,2…1,4.

Рельефная формовка – образование рельефа в листовой заготовке с её местным деформированием.