- •Специальные виды штамповки Учебное пособие
- •Воронеж 2009
- •1.1 Строение металлов
- •1.2. Деформации поликристаллов в металле под действием внешних сил
- •1.3. Физические основы формоизменения металлов
- •1.4. Классификация методов холодной штамповки по скорости деформации
- •2. Штамповка резиной
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Давления, развиваемые резиновыми подушками
- •2.2.1. Влияние сорта резины
- •2.2.2. Влияние коэффициента трения между резиновой подушкой и внутренними поверхностями контейнера.
- •2.2.3. Влияние соотношения между толщиной резиновой подушки и высотой жесткого формообразующего элемента
- •2.2.4. Влияние соотношения между объемом резиновой подушки и объемом, заполняемым резиной при рабочем ходе.
- •2.2.5. Влияние внутреннего очертания контейнера.
- •2.3. Периоды работы резиновых подушек
- •2.4. Операции, выполняемые методом штамповки резиной
- •2.4.1. Вырезка по контуру
- •2.4.2 Просечка отверстий
- •2.4.3 Гибка бортов
- •2.4.4. Формовка
- •2.4.5 Вытяжка
- •2.5. Сорта резины для подушек
- •2.6. Оснастка, особенности её конструирования и изготовления
- •2.6.1. Контейнеры
- •2.6.2. Жесткие формоизменяющие элементы
- •2.7. Оборудование, применяемое при штамповке резиной
- •3. Разновидности метода штамповки резиной
- •3.1. Гидрорезиноштамповка
- •3.2. Оборудование при гидрорезиноштамповке
- •3.3. Ударная штамповка резиной
- •3.4. Технология изготовления деталей методом ударной штамповки резиной
- •3.4.1. Особенности штамповки деталей первого класса
- •3.4.2. Особенности штамповки деталей второго класса
- •3.4.3. Особенности штамповки деталей третьего класса
- •3.5. Оборудование и оснастка при ударной штамповке резиной
- •3.5.1. Листоштамповочные молоты
- •3.5.2. Контейнеры
- •3.5.3. Жёсткие формоизменяющие элементы
- •4.Штамповка на падающих молотах
- •4.1 Сущность метода
- •4.2. Технология изготовления деталей
- •4.2.1. Раскрой заготовок
- •4.2.2. Подготовка заготовок под штамповку
- •4.2.3. Штамповка
- •4.2.4. Калибровка
- •4.2.5. Доводка
- •5. Гидроштамповка
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Напряжения и деформации, возникающие в материале заготовки
- •5.3. Оборудование при гидроштамповке
- •5.3.1. Установка для изготовления полых деталей формы тел
- •5.3.2. Установка для подачи воды под высоким давлением в полость матрицы
- •5.3.3. Установка для изготовления полых деталей (с дном и без дна) формы тел вращения с воздействием жидкости на заготовку через диафрагму.
- •5.3.4. Установка для изготовления деталей типа днищ и сфер
- •5.3.5. Установка для изготовления деталей типа обшивок
- •5. 4. Оснастка, особенности её конструирования и изготовления
- •6.1. Общие сведения
- •6.2 Элементы теории гибки с растяжением
- •6.3. Формообразование деталей на станках типа пгр
- •6.4. Гибка деталей на роликовых станах
- •6.5. Формообразование деталей на копировально-гибочных станках типа кгл
- •6.6. Формообразование деталей на прессах типа оп и ро
- •6.7. Формообразование деталей на прессах типа пкд
- •7. Обкатка и раскатка
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Технологический процесс обкатки
- •7.3. Технологический процесс раскатки
- •7.4. Элементы теории процесса раскатки
- •7.5. Заготовки и их расчёт
- •7.6. Оборудование и оснастка при обкатке и раскатке
- •7.6.1. Оборудование
- •7.6.2. Оснастка
- •8. Штамповка взрывом
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Разновидности взрывчатых веществ и их особенности
- •8. 3. Способы штамповки взрывом и применяемое оборудование
- •8.3.1. Классификация штамповки по виду применяемой энергии
- •8.3.2. Классификация штамповки по способу передачи энергии взрыва
- •8.3.3. Классификация штамповки по типу применяемых конструкций установок
- •8.4. Расчёт процессов высокоскоростного деформирования
- •8.5. Изменение металла при импульсном нагружении
- •8.6. Применение электрогидравлического эффекта в качестве источника энергии
- •9. Применение легкообрабатываемых
- •9.1. Материалы, применяемые при изготовлении оснастки
- •9.1.1. Масса тлк-э
- •9.1.2. Масса дкм
- •9.1.3. Пескоклеевая масса
- •9.1.4. Эпоксипласт
- •9.2. Особенности конструирования и изготовления оснастки
- •9.2.1. Отливка пуансонов из тлк-э
- •9.2.2. Изготовление пуансонов с применением дкм
- •10. Принципы проектирования технологических процессов
- •10.1. Исходные данные и порядок разработки технологических процессов
- •10.2. Технико-экономическая оценка вариантов технологических процессов
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
5.3.4. Установка для изготовления деталей типа днищ и сфер
Такая установка используется обычно при штамповке крупногабаритных деталей (рис. 79). Установка состоит из следующих основных частей: корпуса 1, матрицы 2, крышки 3, закрепляемой болтами или пневмоклиновыми запорами, предохранительного клапана 4, дренажного клапана 5, трубопровода высокого давления 6, спускного трубопровода 7, уплотнительного кольца 8, облицованного слоем резины толщиной 1 мм.
Рис. 79. Схема установки для гидроштамповки деталей типа днищ в сфер
Работа установки аналогична работе рассмотренных установок. В матрицу закладывают листовую заготовку или заготовку типа усеченного конуса (рис. 80). Далее закрывают крышку, полость матрицы заполняют водой под высоким давлением для штамповки. Величину давления контролируют манометром. На такой установке можно изготовлять детали из металла толщиной 1,5—2,5 мм, диаметром до 2,5 м и глубиной до 300 мм. Утонение материала при плоских заготовках порядка 10—15%. Если заготовка имеет форму усеченного конуса, то утонение значительно меньше.
Рис. 80. Заготовки (1) и детали (2) типа днищ и сфер
5.3.5. Установка для изготовления деталей типа обшивок
Конструкция установки очень проста. Она может быть рекомендована даже при небольших сериях деталей (рис. 81). Корпус матрицы изготовляют из швеллера 1, в который вставляют деревянную матрицу 2. Сверху помещают крышку 3, закрепляемую
Рис. 81. Схема установки для гидроштамповки деталей типа обшивок
болтами. В крышку вводят штуцер 4 для подачи жидкости под давлением. Сверху крышки приваривают швеллер, что придает ей большую жесткость. Крышку по периметру уплотняют резиновой прокладкой 5. Как вариант, можно применять резиновую диафрагму, которая одновременно будет являться уплотняющей прокладкой. Принцип работы данной установки и установок, описанных выше, аналогичен.
5. 4. Оснастка, особенности её конструирования и изготовления
Корпусы матриц, крышки и запоры крышек, применяемых при гидроштамповке, должны быть рассчитаны на полное максимальное давление, необходимое при штамповке. При расчете облицовку матриц не учитывают, поскольку ее изготовляют из материалов, имеющих небольшой предел прочности на разрыв.
Корпусы матриц можно изготовлять литыми или сварными. В них рекомендуется делать съемное дно, что облегчает монтаж. Дно матрицы устанавливают на резиновой прокладке. Один и тот же корпус можно использовать для штамповки различных деталей при смене облицовки матрицы и некоторой переделке уплотняющих устройств.
Облицовку обычно изготовляют из глиноземистого цемента (одна часть) с добавкой чистого песка (2 части) или из пескоклеевой массы ПС К.
Обводы матрицы формуют по модели детали, выполненной в виде деревянной болванки, имеющей наружные контуры детали с припуском на толщину металла облицовки (рис. 82). Болванку центрируют в матрице по установочным кольцам. В прорези верхнего кольца заливают пескоцементную или пескоклеевую массу. После затвердевания болванку и кольцо извлекают и устанавливают дно матрицы.
Если форма детали имеет уширение по диаметру, то матрицы изготовляют с разъемом по образующим или по максимальному диаметру.
Матрица должна иметь замки, а также устройства, фиксирующие обе половинки матрицы в необходимом взаимном положении.
Листовой металл для заготовок деталей раскраивают на гильотинных (при прямых резах) или на роликовых (при обрезке по кривым) ножницах.
Обечайки свертывают на трехвалковых станках.
Наиболее рациональным способом сварки обечаек по образующей является сварка в струе защитного газа (аргонно-дуговая).
Конические заготовки должны иметь припуски по образующей величиной 25÷30 мм для зажатия зажимными устройствами. При отбортовке фланца припуск должен составлять 10-12 мм. В местах соприкосновения заготовки с матрицей диаметр заготовки должен быть менее (1—1,5 мм) диаметра матрицы.
Рис. 82. Схема изготовления матрицы:
а. — для деталей типа тел вращения; б — для деталей типа днищ и сфер; 1— болванка; 2 — установочное кольцо; 3 — облицовка матрицы; 4 — корпус матрицы
При формообразовании деталей с применением резинового мешка (диафрагмы) длину образующей заготовки определяют по формуле:
, (64)
где L —длина образующей заготовки;
— длина образующей детали по чертежу;
— уменьшение длины образующей в зависимости от
степени деформации (рис. 83);
В — припуск на обрезку (8—15 мм).
Фланцы при гидроштамповке с применением диафрагмы не делают.
При расчетах размеров матриц следует учитывать упругие деформации, которые будут проявляться после снятия давления. Диаметры матрицы должны быть несколько больше диаметров детали по чертежу. Размеры матрицы рассчитывают по формуле:
(65)
где — искомый диаметр матрицы;
— диаметр детали по чертежу;
е — упругая деформация.
Рис. 83. График зависимости утяжки по образующей от степени деформации
Упругую деформацию подсчитывают по формуле:
(66)
— истинное напряжение;
Е — модуль упругости;
А — коэффициент, равный для сплавов алюминия 1,5 и для сталей типа 18—8, равный 2.
Истинное напряжение о можно определить по формуле:
, (67)
где — предел текучести;
— деформация в тангенциальном направлении;
— модуль упрочнения, определяемый по табл. 12.
6. ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПРОФИЛЬНОГО И ЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА НА СПЕЦИАЛЬНЫХ ПРЕССАХ
И СТАНКАХ