4.4.2 Формоизменяющие операции
В формоизменяющих операциях заготовка не должна доводиться до разрушения, и изменение размеров и формы заготовки происходит путем пластического деформирования. Основными формоизменяющими операциями штамповки являются:
Гибка - изменение кривизны срединной поверхности заготовки без существенного изменения линейных размеров (поворот одной части заготовки относительно другой).
Вытяжка без утонения стенки - превращение плоской заготовки в полое изделие или увеличение высоты полого полуфабриката путем протягивания заготовки через отверстие матрицы с уменьшением поперечных размеров заготовки, но без принудительного ее утонения (зазор между пуансоном и матрицей несколько больше толщины заготовки).
Вытяжка с утонением стенки - увеличение высоты полуфабриката за счет уменьшения толщины его стенки при незначительно изменяющихся поперечных размерах.
Обжим - уменьшение поперечных размеров краевой части полого полуфабриката путем заталкивания его в сужающуюся полость матрицы.
Отбортовка - образование горловины путем вдавливания в отверстие матрицы части заготовки с одновременным увеличением периметра предварительно пробитого в заготовке отверстия.
Раздача - увеличение поперечных размеров краевой части полого полуфабриката путем внедрения в него конического пуансона с линейной или криволинейной образующей.
Формовка - образование местных выпуклостей в результате уменьшения толщины в плоской заготовке или в оболочке.
4.4.3 Общие требования при конструировании деталей, получаемых листовой штамповкой
Служебные свойства готовой детали, полученной листовой штамповкой, в значительной степени определяются характеристиками исходной листовой заготовки, полученной прокаткой. При выборе материала исходной заготовки следует руководствоваться требованиями к свойствам детали, способностью к формоизменению в операциях, потребных для превращения плоской заготовки в заданную деталь, а также стоимостью материала, которая в значительной степени определяет себестоимость полученной детали. Поэтому при конструировании деталей, изготовляемых листовой штамповкой, следует обращать особое внимание на технологичность деталей, т. е. на удобство и простоту их изготовления. При изготовлении плоских деталей следует в первую очередь обращать внимание на конфигурацию детали, стремясь без ухудшения служебных характеристик обеспечить уменьшение отходов при вырубке заготовки. Уменьшение потерь металла при вырубке можно также достичь, если возникающие при вырубке отходы использовать для изготовления других деталей.
При конструировании деталей, получаемых листовой штамповкой, следует также обращать внимание на рациональность назначаемых размеров. Так, например, при штамповке плоских деталей размеры контуров деталей следует назначать с учетом рекомендаций, приведенных на рис. 4.3, так как уменьшение размеров элементов контура по сравнению с рекомендуемыми может привести к существенному снижению стойкости инструмента (возрастают сжимающие напряжения в сечении пуансона, действующие на режущие кромки инструмента).
Рис. 3 – Примеры технологичного размещения отверстий в штампуемых деталях
Боковые поверхности (поверхности сдвига), образующиеся при вырубке, имеют шероховатость, достигающую Rа = 80…40мкм, вследствие того, что окончательное разделение сдвигаемых частей происходит в результате развития трещин, зарождающихся у режущих кромок и движущихся навстречу до слияния. Трещины развиваются под некоторым углом (3…5°) к перпендикуляру к полости заготовки, благодаря чему поверхность среза не строго перпендикулярна плоскости заготовки. В случае если желательно уменьшить шероховатость поверхности среза, ликвидировать ее неперпендикулярность плоскости заготовки и повысить точность поперечных размеров штампуемой детали, возникает необходимость введения операций зачистки или применения более сложных способов штамповки, например штамповки со сжатием, требующей специализированных прессов и дорогих высокоточных штампов. Естественно, что это удорожает штампуемые детали.
Аналогичные рекомендации по назначению размеров отдельных элементов конфигурации штампуемых деталей существуют и для пространственных деталей, получаемых с использованием формоизменяющих операций листовой штамповки.