6.6 Определение размеров блока матриц

1. Определяется усилие штамповки и выбирается ГКМ по усилию.

2. Определяется высота блока матриц как сумма размеров диаметров ручьевых вставок, а также минимальной допустимой толщиной стенок между ручьями. Минимальная толщина стенки составляет 10-15 мм. Поученная величина высоты увязывается с высотой выбранной машины. Если полученная величина больше выбранной высоты, то необходимо перейти на другое усилие ГКМ.

3. Определяется длина блока матриц как сумма размеров длин определенных элементов ручьев или вставок с учетом толщины стенок в долевом направлении. Данный размер увязывается с выбранным размером машины по усилию.

При размещении ручьев в блоке матриц необходимо учитывать следующие правила:

- чтобы не изготавливать специальные пуансонодержатели, расстояние между ручьями необходимо подбирать из характеристик имеющихся пуансонодержателей;

- ручьи желательно располагать подряд в порядке переходов штамповки;

- передавать поковку из ручья в ручей проще сверху вниз;

- направление передачи заготовки при использовании манипулятора определяется его устройством;

- располагать ручьи необходимо таким образом, чтобы исключалось обратное перемещение заготовки;

- наиболее нагруженный ручей (штамповочный) располагать на уровне главного вала ГКМ;

- наибольшая точность обеспечивается ручьями, расположенными в нижней части штампа, вследствие конструкции станины.

6.7 Правила высадки

Наборные переходы штампов ГКМ могут выполняться в цилиндрических полостях пуансонов с небольшим уклоном, в цилиндрических ручьях матриц, пуансонах с коническими полостями (рисунок 6.20).

1. Цилиндрические полости пуансонов с небольшим уклоном. Высадку заготовки необходимого диаметра можно произвести в один переход без дефекта (искривление заготовки, зажимы, смещение металла в сторону), только в том случае, если длина высаживаемой части прутка не превышает трех диаметров:

.

Данное условие соблюдается при ровном торце заготовки и плоском пуансоне, в противном случаи данный коэффициент уменьшается до 1,5.

2. Цилиндрические ручьи матриц. При длине высаживаемой части прутка больше трех диаметров можно высадить поковку за один переход только при условии, если максимальный диаметр цилиндрической полости пуансона или матрицы не превышает 1,5 диаметра. Длина провисающей неопертой части прутка а не должна превышать диаметра d, если максимальный диаметр полости в матрице или в пуансоне не превышает 1,5d и увеличить до 1,5d, если максимальный диаметр полости не превышает 1,25d.

3. Конический набор. При высадке в конической полости пуансона с меньшим диаметром конуса приблизительно равным диаметру прутка провисающая часть заготовки может быть увеличена до 2d, если диаметр большего основания конуса равен 1,5d, а также увеличить длину провисающей части до 3d, если диаметр конуса составляет 1,25d.

Рисунок 6.20 – Правила высадки:

d – диаметр заготовки; d₁ – диаметр высадки;

l – длина высадки; а – длина провисающей части

Приведенные правила высадки о соотношении между инструментом и заготовкой в конических пуансонах не позволяют непосредственно по ним определить конструктивные размеры пуансона с соответствующими размерами.

При определении рабочих размеров в конической полости пуансона необходимо еще учитывать равенство объемов высаживаемой части прутка и объема конической части пуансона.

А. Д. Томленов предложил рассчитать размеры конической полости пуансона, используя два момента:

1. Равенство объемов высаживаемой части прутка:

(6.4)

И объема конической полости:

(6.5)

2. Используются относительные размеры полости и высаживаемой части прутка, т.е.:

(6.6)

Поделив обе части равенства на d³,получим выражение следующего вида:

, (6.7)

где:

- относительная длина высаживаемой части прутка;

- относительная длина меньшего основания конуса;

- относительная длина большего основания конуса;

- относительная длина конуса;

- относительная длина неопертой части прутка.

Принимается, что , .

Из последнего равенства находится величина ε_к:

(6.8)

Здесь λ - неизвестная величина. Она определяется по формуле:

(6.9)

Величина относительной длины высаживаемой части ψ_в находится из соотношения длины высаживаемой части прутка _lв и его диаметра. Относительная длина неопертой части прутка определяется по эмпирической формуле:

, причем (из правил высадки). (6.10)

Для получения высокого качества поковок, величина β должна иметь более низкие значения, чем получаемые по данной формуле (6.10). Поэтому принимается β≥2,5 для и β≤ 2 для .

В формуле для расчёта не учтена необходимость иметь большую полость в наборном пуансоне по сравнению с полостью формовочной части ручья.

Для уточнения расчётов конического пуансона необходимо иметь новую зависимость для ε_к, где учитывается зависимость β=f( ) и соответствует принятым в нормалях рекомендациям, т.е. учитывать необходимость увеличения конической полости на величину u=1,02÷1,13.

В первом приближении зависимость β=f(ε_к) можно принять линейной. Тогда с учетом известных значений коэффициентов β и _ηк имеем следующую зависимость:

. (6.11)

Для получения зависимости с учетом β=f(ε_к) целесообразно принять с учетом увеличения объема полости V_к на величину u=1,02÷1,13. Принимая u=1, получаем:

или или (6.12)

Учитывая, что , имеем:

(6.13)

Тогда:

(6.14)

Откуда:

(6.15)

Данная формула действительна для , что соответствует , , . После подсчета D_к, d_к, определяют λ, а следовательно _lк.

При высадке может оказаться, что длина высаженной части будет слишком велика по сравнению со средним её диаметром. Последующая высадка окажется невозможной и необходим дополнительный наборный переход.

Если после первого перехода длина конуса , то необходима вторичная высадка в коническом наборном пуансоне. Здесь . Расчёт второго конического перехода производится аналогично расчету первого из условия и . Здесь _Vк1 - объём второго конического наборного перехода.