3. Операции холодной литовой штамповки

Операции листовой штамповки можно разделить на две группы:

- разделительные, в результате которых происходит отделение одной части заготовки от другой;

- формоизменяющие, в результате которых путем пластической деформации изделия получают пространственные формы.

3.1. Разделительные операции холодной листовой штамповки

Пробивка – образование отверстий в листовом материале, осуществляется по замкнутому контуру, где отделяемая часть металла идет в отход.

Вырубка – оформление наружного контура деталей. Осуществляется по замкнутому контуру, где отделяемая часть является готовым изделием.

Рис. 1. Схема операций вырубки (пробивки): 1 - пуансон; 2 - заготовка; 3 - матрица, 4 - готовое изделие (отход), 5 - прижим со съемником; S - толщина заготовки, Р - сила действия пуансона

Вырубку и пробивку осуществляют пуансоном и матрицей, конфигурация которых соответствует конфигурации детали. Рабочие кромки пуансона и матрицы должны быть острыми, и зазор между пуансоном и матрицей должен быть равен 5-10% от толщины обрабатываемой заготовки.

Схема операций вырубки (пробивки) приведена на рис. 1.

Пуансон 1 при движении вниз острыми краями рабочего контура срезает часть заготовки 2. Готовое изделие (или отход) 4 проталкивается пуансоном в отверстие матрицы 3 и проваливается вниз, а оставшаяся часть заготовки при обратном движении пуансона вверх упирается в съемник 5 и снимается с пуансона.

Усилие, необходимое на вырубку и пробивку, зависит от толщины деформируемого материала и его механических свойств, от размеров детали, от величины зазора и состояния режущих кромок.

Надрезка - неполное отделение части заготовки по незамкнутому контуру.

Отрезка – операция полного отделения части заготовки по незамкнутому контуру (разрезание листов на ленты, разделение полос и лент на мерные части, обрезка припуска и т.д.).

3.2. Формоизменяющие операции холодной листовой штамповки

Рис. 2. Схема операции гибки 1 - пуансон; 2 - заготовка; 3 - матрица

Гибка – придание заготовке необходимой кривизны без изменения ее линейных размеров. При гибке в месте изгиба слои заготовки, прилегающие к пуансону, сжимаются, а противоположные растягиваются, средний слой не деформируется (рис. 2). Толщина заготовки в зоне изгиба уменьшается.

Вытяжка – процесс образования полой детали из плоской листовой заготовки. Вытяжкой получают полые изделия (колпачки, гильзы, стаканы и. т.д.) (рис. 3).

Рис. 3. Схемы операций: а) - вытяжки без утонения стенки; б) - вытяжки с утонением стенки: 1 - матрица; 2 - заготовка; 3 - пуансон; 4 - изделие; 5 - прижим; S - толщина материала, d - диаметр заготовки, rП - радиус закругления пуансона, rM - радиус закругления матрицы, Z - величина одностороннего зазора между пуансоном и матрицей

При вытяжке без утонения стенки (рис. 3, а) заготовку давлением пуансона втягивают в отверстие матрицы. Диаметр заготовки при этом уменьшается. Исходную плоскую заготовку для вытяжки получают с помощью вырубки. При нажиме пуансона 3 на заготовку 2, она тянет за собой остальную часть до тех пор, пока вся заготовка не пройдет через отверстие матрицы. Для снижения концентрации удельных давлений на металл заготовки кромки матрицы и кромки пуансона делаются скругленными. В среднем радиусы закругления пуансона (r_П) и матрицы (r_М) принимают равным r_П=r_M= (6÷10)·S, где S – толщина материала.

При вытяжке с утонением стенок (рис. 3, б) зазор между матрицей и пуансоном меньше толщины исходной заготовки. Заготовка утоняется (S1<S) и удлиняется. Толщина дна остается неизменной. Заготовкой в данном случае является стакан, полученный вытяжкой. Матрица имеет форму деформирующего конуса с углом 10-24º. Утонение стенок приводит к увеличению высоты изделия. Степень деформации может составлять 40-60%.

Отбортовка (рис. 4, а) – процесс образования борта (горловины) вокруг предварительно пробитых отверстий в листовой заготовке. При отбортовке отверстия металл в зоне деформации растягивается и утончается. Отбортовку применяют для образования выступов под резьбу, для изготовления кольцевых деталей с фланцами и т.п.

Рис. 4. Схемы операции холодной листовой штамповки: а - отбортовки; б - обжима; в - формовки: 1- изделие: 2 - заготовка; 3 - пуансон; 4 - матрица, 5 - подставка- упор: 6 - резиновая подушка, S - толщина заготовки, h - высота борта, rП - радиус закругления пуансона, rM - радиус закругления матрицы, d0 - диаметр отверстия, dБ - диаметр борта, D1 - диаметр заготовки

Обжим (рис. 4, б) – операция уменьшения периметра поперечного сечения концевой части полой заготовки в результате заталкивания ее в сужающееся отверстие матрицы. В месте деформации толщина стенки изделия несколько увеличивается.

Формовка (рис. 4, в) – операция, изменяющая форму заготовки посредством деформации отдельных участков заготовки без изменения толщины материала.

Формовкой получают на заготовке местные выступы, ребра жесткости. Иногда при формовке вместо металлического пуансона применяют резиновую подушку.