6 Изготовление изделий различными способами штамповки

На сегодняшний день применяют различные способы штамповки: с использованием жесткого пуансона и матрицы; с использованием эластичной матрицы или пуансона, или когда роль пуансона играет давление сжатого газа или жидкости (вакуум- пневмо- гидроштамповка), возможны также различные комбинации этих методов.

Для иллюстрации различных методов штамповки можно использовать универсальную установку, представленную на рисунке 6.1. Установка состоит из камеры 1 и соединенных с ней вакуумной и пневматических систем. Разрежение в камере создается вакуумным насосом 9 через трубопровод 8, ресивер 7 при открытом кране 11. Степень разряжения контролируется вакуумометром 10.

1 -камера; 2 - матрица; 3 - заготовка; 4 - прижимное кольцо; 5 - струбцина; 6, 8, 14 - трубопроводы; 7 - ресивер; 9 - вакуумный насос; 10 - вакуумметр; 11, 12, 13 -двухпозиционные краны; 15 - воздушный редуктор; 16 - баллон со сжатым воздухом; 17 - трехпозиционный кран; 18 - пневматический цилиндр; 19 - шток цилиндра; 20 –пуансон.

Рисунок 6.1 - Схема универсальной лабораторной установки для штамповки изделий из листовых

термопластов [3].

Избыточное давление в камере может быть создано сжатым воздухом, подаваемым из баллона 16 через редуктор 15 и трубопровод 14 при открытом кране 12. Установка снабжена пневматическим цилиндром 18, на штоке 19 которого может быть закреплен формующий пуансон 20. Пневмоцилиндр управляется трехпозиционным краном 17.

В верхней части камеры закреплена матрица 2 (или протяжное кольцо). Прижим заготовки 3 к матрице производится кольцом 4 и струбцинами 5.

Перед формованием типовых изделий - полусферы и конического стаканчика (рисунок 6.2) необходимо определить размеры заготовок и рассчитать усилие прижима заготовок во время штамповки.

Заготовку найденных размеров вырезают из листа термопласта. Каждую заготовку непосредственно перед формованием нагревают по определенному режиму, быстро закрепляют на оснастке и приступают к формованию. Примеры простейших деталей, которые могут быть получены на универсальной установке показаны на рисунке 6.2.

Рисунок 6.2 – Типовые изделия: а – полусфера; б – конический стаканчик [3].

Формование с использованием различных методов штамповки, позволяет получить огромный спектр деталей различающихся по свойствам и сфере применения.

6.1 Штамповка с помощью жесткого пуансона и матрицы

Процесс осуществляется на установке, представленной на рисунке 6.1 под давлением 0.2-1МПа [1], [3]. Вытяжку осуществляют опускающимся пуансоном, прикрепленным к пневмоцилиндру. Не изменяя давления, изделие охлаждают до комнатной температуры и, подняв пуансон, извлекают деталь из формы. Этот метод формования из листов является самым дорогим, поскольку требует сложного формующего инструмента (сопряженные матрица и пуансон). В деталях формы обязательно предусматриваются отверстия для выхода воздуха из зоны формования. При штамповании может применяться и несопряженный инструмент - эластичный пуансон и жесткая матрица. Достоинствами этого метода служит то, что детали при этом получаются равнотолщинные, без утонения.

Схема штамповки с помощью жесткого пуансона и матрицы представлена на рисунке 6.3.

1-камера; 2-матрица; 3-заготовка; 4-прижимное кольцо; 5-пуансон

Рисунок 6.3 - Штамповка с помощью жесткого пуансона и матрицы [3].