6. Материалы деталей штампа

Правильный выбор материалов для изготовления деталей штампа и рациональный режим их обработки влияют на срок службы штампа.

Материалы для рабочих деталей штампа необходимо выбирать в соответствии с характером операции, толщиной и свойствами штампуе­мого материала, конфигурацией и размерами получаемых деталей.

К рабочим частям (пуансонам и матрицам) штампов для резки предъявляются определенные требования, основными из которых яв­ляются следующие: способность материала противостоять большому давлению и ударам, хорошо сопротивляться износу от трения, сохра­нять острые режущие кромки без разрушения и затупления возможно больший период времени, а также иметь сравнительно небольшую стоимость.

Учитывая условия работы и стоимость сталей различных марок, идущих на изготовление пуансонов и матриц штампов для резки, при выборе материала для них в условиях массового производства можно руководствоваться следующими данными.

При вырубке (пробивке, обрезке) деталей простой конфигурации из материала толщиной до 3−4 мм для пуансонов с успехом можно применять инструментальную углеродистую сталь марок У8А и У10А. Для вырубки деталей сложной конфигурации, а также при толщине материала свыше 4 мм следует применять инструментальную легиро­ванную сталь марок XI2, Х12М, 9ХВГ при твердости после закалки HRC 56 −58.

Для матриц в первом случае можно рекомендовать стали У8А, У10А; во втором случае − Х12, Х12М, 5ХВ2СДХВГ, Х12ТФ, Х12Ф1, а также 7ХГ2ВФМ. Твердость после закалки I1RC 58 − 60.

В разделительных штампах твердость подвижного инструмента выполняется на 2 − 4 единицы ниже (по шкале RC) по отношению к не­подвижному. Чаще таким инструментом является пуансон. Исключени­ем является твердосплавный инструмент, при котором пуансон и матри­ца выполняются одинаковой твердости.

В табл. 8 приведены основные марки сталей и их заменители для рабочих частей вырубных и других штампов, а также режим их терми­ческой обработки.

Материалы и данные о термической обработке различных деталей штампов приведены в табл. 9.

Примечание

Для пуансонов Для матриц Для пуансонов Для матриц

Азотировать

−

Азотировать

Твердость по Роквелу HRC

56−58 58−60

54−56

56−58

58 −60

58 −60

60−62

58-60

58−60

60−62

Марки материалов

заменяющие

У10, 7Х3

9ХВГ, 5ХВ2С, Х12ТФ, 7ХГ2ВФМ

У8, У10; Модифицированный Чугун МСЧ 32-52

ШХ15, 9ХС, ХВГ, Х12ТФ

Х12ТФ, графитизи- рованная сталь ЭИ293 или ЭИ366

Х12, 9ХС, ХВГ, ЭИ293, ЭИ366, ВК8

Х12ТФ, 9ХС,ХВГ, ЭИ293, ЭИ366

Х12ТФ, ВК15

рекомендуемые

У8А, У10А

Х12М Х12Ф1

У8А, У10А

У10А, Х12

Х12М, Х12Ф1

У8А, У10А; МСЧ32-52; низколегированный чугун

У10А, Х12, Х12М; ВК15; специальный никелевый чугун

Х12М, Х12Ф1, ВК8

Детали штампов

Пуансоны и матрицы простой формы для материалов толщиной до 3 мм; Режущие секции с простым контуром резания; ножи для резки отходов

Пуансоны и матрицы сложной форм, а также для материалов толщиной свыше 3 мм

Пуансоны и матрицы простой формы

Пуансоны и матрицы сложной формы

Пуансоны и матрицы с повышенной износоустойчивостью

Пуансоны, матрицы, прижимы простой формы

Пуансоны, матрицы, прижимы Сложной формы

Пуансоны, матрицы, прижимы с повышенной износоустойчивостью

Тип штампа

Вырубные, Пробивные, обрезные

Гибочные

Вытяжные и формовочные

Детали штампов	Марки материалов			Т вердость по Роквеллу HRC		Примечание
	рекомендуемые	заменяющие
Плиты штампов - верхние и нижние литые	Чугун СЧ 21-40, или СЧ 22-44, стальное литье ЗОЛ, 40Л	Стальное литье ЗОЛ, 40Л	-		-
Плиты пакетных штампов - верхние и нижние (прокат)	Сталь 35; 40	Ст. 5 ; Ст 3	-		-
Хвостовики простые	Сталь 35; 40 Ст. 5			-		—
Хвостовики плавающие	У8 Сталь 40; 45			45 - 50		Сферическую часть головки калить
Направляющие кол он к и	Сталь 20 Сталь 15			55-60		Цементировать на глубину 0,5-1,0 мм и калить
Втулки	Сталь 20 Сталь 15			55-60		То же
Втулки для шариковых направляющих	ШХ15 ШХ9			58-60		Калить
Пуансоно- и матрицедержатели	Сталь 35; 40 Ст. 5			-		-
Прокладки под пуансон	У8AСталь 10; 15; Ст.2			45-50		Сталь 10; 15; Ст 2 цементировать и ка­лить
Направляющие плиты для пакетных штампов, съемники	Сталь 40; 45 Ст. 5; Ст. 6			-		-
Прижимы, направляющие линейки	Сталь 40; 45 Ст. 5; Ст. 6			-		-

Материалы и термическая обработка различных деталей штампов

Продолжение табл и цы

Детали штампов	Марки материалов			Т вердость по Роквеллу HRC		Примечание
	заменяющие рекомендуемые
Клинья и ползушки: для штампов малых и средних разме­ров для штампов больших размеров литые с закаленными планками	У 0А: Х12Ф1 Сталь 45; 50 СЧ 24-44	Х12ТФ Сталь 40	56-58 и вы­ше		Азотировать
Упоры	У8А, Сталь 10; 15	Сталь 45; 50 Ст.2	50 - 55		Сталь 10; 15; Ст2 це­ментировать и калить
Ловители	У8А	У ЮЛ	50 - 55		Рабочую часть калить
Штифты	У8А (сталь серебрянка)	Сталь 45; Ст.6	45 - 50		-
Толкатели, шпильки буферные	Сталь 40; 45	Ст. 5; Ст. 6	-		-
Винты,болты	Сталь 35; 40	Ст. 2; Ст. 3	40-45		Цемен тировать и ка­лить головку винтов для стали Ст. 2 и Ст. 3
11 ру жимы	65Г; 60С2	Рояльная прово­лока	40-45		-

Для гибочных, вытяжных и формовочных штампов самым важным является способность материала сопротивляться истиранию при значи­тельных давлениях, т.е. обладать хорошей износоустойчивостью, а для формовочных штампов - также стойкостью ударному воздействию при работе в упор.

При штамповке деталей простой формы рабочие детали штампа изготовляют из инструментальной стали марок У8Л и У10А. При этом для штамповки из материала толщиной до 1 мм применяют сталь марки У8А, а при толщине до 3 - 4 мм - У10А.

При штамповке деталей сложной формы при массовом производ­стве, а также в тех случаях, когда рабочие части штампа испытывают большие напряжения во время работы, следует применять легированные стали марок 9ХС, ХВГ, XI2М, Х12ТФ и Х12Ф1 (см. табл. 8); твердость после закалки при этом должна составлять HRC 58-62. Рабочие части штампов рекомендуется азотировать.

При изготовлении крупных деталей и для формоизменяющих опе­раций широкое применение находят штампы, изготовленные из специ­альных чугунов, примерно следующего химического состава (в %): 3,0- 3,3 С; 1,6-2,2 Si; 1,6-2,0 Ni; 0,8-1,1 Cr; 0,6-1,0Мп; до 0,3P; до 0,1 S. Эти чугуны закаливаются в масле при температуре 850 С и отпускаются при 350 С. Твердость их НВ 350.

В последнее время для штампов находит применение «графитизированная сталь». Под этим подразумевают стали, содержащие после специального отжига некоторое количество графита свыше 0,7 % (угле­род отжига). Наличие в указанных сталях графита в виде микроскопиче­ски малых включений придает им антифрикционные свойства при штамповке (гибке, вытяжке и формовке), что исключает налипание и задиры материала и обеспечивает тем самым хорошее качество изделий и повышенную стойкость штампов.

При изготовлении штампов употребляют графитизированную сталь двух марок ЭИ 293 и ЭИ 366. Из стали ЭИ 293 изготовляют рабо­чие части гибочных и вытяжных штампов при штамповке материала толщиной до 2 мм, а из стали ЭИ 366 - рабочие части гибочных, вытяж­ных и даже вырубных штампов при толщине штампуемого материала до 4-5 мм. Стойкость штампов из графитизированной стали выше стойко­сти штампов, изготовленных из стали У8А, в 5-8 раз.

Матрицы для вытяжки мелких деталей при массовом производст­ве, а также в случае вытяжки с утонением, рекомендуется изготовлять в виде вставок - втулок или вкладышей из металлокерамических твердых сплавов ВК8, ВК12 и впаивать или впрессовывать их в специальные обоймы. Общая стойкость таких матриц достигает нескольких миллио­нов штук деталей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Основы технологии производства летательных аппаратов: учеб, по­собие. /А.С. Чумадин, В.И. Ершов и др. М.: Наука и технологии, 2005. 912с.

2. Листовая штамповка: справ, конструктора штампов /под ред. Л.И. Рудмана. М.: Машиностроение, 1988.

3. Хмара С.М., Коломойцев А.Д. Инженерный метод расчета плит на прочность и жесткость //Труды ХАИ. № 1, 1967.

4. Шевелев В.В. Конструкции и основы проектирования универсаль­ных штампов. М.: Машиностроение, 1964.

5. Тимошенко С.П., Вайновский-Кригер. Пластинки и оболочки. М.: Машгиз, 1963.

6. Коломойцев А.А., Левченко В.В. К определению диаметра направ­ляющих колонок штампов расчетным путем // Вестник харьковского по­литехнического института. № 35. 1969.

7. Шумакова Л.С. Проектирование заготовительно-штамповочной ос­настки: учеб, пособие. М.: МАТИ, 1981.

Рис.Стандартизованные направляю­щие узлы и блоки:

а - направляющий узел скольжения с глал- кой колонкой и втулкой; б — направляющий узел скольжения со ступенчатыми колон­кой и втулкой; в - шариковый направляю­щий узел исполнения 1 (без промежуточ­ной плиты); вид на нижнюю плизу стан­дартных блоков (план низа) с расположе­нием направляющих узлов; г-диагональ­ным; д - задним; е - осевым; ж - с четырь­мя направляющими узлами;

Os

-T-

I - нижняя плита; 2 - гладкая направляю­щая колонка; 3 — гладкая направляющая втулка; 4 - верхняя плита; 5 - ступенчатая направляющая колонка исполнения; 6 - ступенчатая направляющая колонка испол­нения; 7 - стопорное пружинное кольцо;

Ь стопорное кольцо; 9 - ступенчатая втул­ка; 10 - ступенчатая втулка шарикового на­правляющего узла; II - сепаратор; 12-сту­пенчатая колона шарикового направляю­щего узла

Основные размеры блоков и направляющих узлов Размеры,мм (Схемы блоков приведены на рис)	r				22		28^*2								36^*2													45^*2
					-
					120		150			-	15			170			200	-		150				170	200	250				300
					80		85					100										120						125
					102,1		126,9			124,9	138,6			137,5			143,1	151,0		150,0				161,6	156,1	178,9				166,1
					16		20			-	20								-		25										2
					20											25
					-											32													40
		Исполнение блоков	2	-					25^*1					28^*1													32
			1 и 3	25^*1		32		36																			45
			2	-					32					36													40
			1и 3	32		40								45													50
					14		18								22													28
					16		20								25													32
					50								63										80
					63		80			100	80			100			125	160		80				100	125	160				200
	Поряд-ковый номер				01		02			03	04			05			06	07		08				09	10	11				12

Продолжение таблицы	r				36		45							36		45
					-
					200		220	250	300	340	200	-					220	250		300
					145									-					170
					172,3		196,0	181,0	192,1	196,0	199,8	204,9	205,0		218,2		216,5	229,8		223,6
					-		25					-					25
					25				32				25				32
					3		40							32		40					45
		Исполнение блоков	2	28^*1		32							28^*1		32		36			40
			1 и 3	36		45							36		45					50
			2	36		40							36		40		45			50
			1и 3	45		50							45		50					56
					14		28							22		28
					16		32							25		32
					100									125
					80		100	125	160	200	250	320	80		100		125	160		200
	Поряд-ковый номер				13		14	15	16	17	18	19	20		21		22	23		24

Продолжение таблицы	r				45												56					45
					-								250			280					-
					340	420		-					259	300		360		440	530		-
					170			-					205			215			-
					230,4	240,0		247,4		261,5	250,5		253,8	249,8		286,2		272,0	-		294,6		300
					25			-					25								-
					32					32			40								32		-
					45			40					45			50					-
		Исполнение блоков	2	40			32		36			40			45					40
			1 и 3	50			45					50			56					50
			2	50					45			50			56					50
			1и 3	56			50					56			63					56
					28												36					28
					32												40					32
					125			160														200
					250	320		80		100	125		160	200		250		320	400		125		160
	Поряд-ковый номер				25	26		27		28	29		30	31		32		33	34		35		36

Продолжение таблицы	r			56				65				45			56				65
				320									-								380
				320	360	440	530		500		-								380				440		530				630
				255				260		-										310
				323,1	312,3	330,5	347,7		-		358,8			366,6			369,3	386,1				384,2		391,9				383,3
				25		32						-								32						40
				40				50				32			40				50
				50						-										50						56
		Исполнение блоков	2	45		50			-		40			45				50						56
			1 и 3	56									50			56											63
			2	56		63			-		50			56				63						71
			1и 3	63				71				56			63				71						80
				36				45				28			36				45
				40				50				32			40				50
				200									250
				200	250	320	400		500		125			160			200	250				320		400				500
	Поряд-ковый номер			37	38	39	40		41		42			43			44	45				46		47				48

Продолжение таблицы		r		65		56		65		85				65				85
								-										440				460										-									560
								750		-							440				560			650			800				-
								-										380				390							-													475
								-		431,3		458,3	467,3			459,6				486,7			475,5			493,0				565,7				545,5		565,8			562,2
								40		-							40															-
								50		40				50
								-										56				-
				Исполнение блоков		2		-		45		50					56								63			-			50				56		-			63
						1 и 3		63		56							63				80										56				63		80
						2		-		56		63					71								80			-			63				71		-			80
						1 и 3		80		63				71			80				90										71				80		90
								45		36				45								50										45						56
								50		40				50								63										50						63
								250		320																							400
								630		160		200	250			320				400			500			630				200				250		320			400
		Поряд- ковый номер						49		50		51	52			53				54			55			56				57				58		59			60

Продолжение таблицы	r				85						100									^*1Плиты выполняют без полок. ^*2Для блоков с осевым расположением направляющих узлов при Вр.н=50 мм вместоr=28 мм принимаютr=25 мм; При Вр.н =63 мм вместоr=36 мм принимаютr=31,5 мм; при Вр.н=80 мм вместоr=45 мм принимаютr=40мм.
					560				650		670			800
					-
					475		-
					559,0		570,6	687,4		711,1		695,4	814,9		826,1		-
					-
					50						63
					-
		Исполнение блоков	2	63		-
			1 и 3	80						90						100
			2	80		-
			1и 3	90						100						110
					56						71
					63						80
					400				500					630
					500		630	500		630		800	630		800		1000
	Порядковый номер				61		62	63		64		65	66		67		68

Приложение 2		б)
		а)

в)

	д)
	д)

[ '	do	Хвостовики с буртиком но ГОСТ 16715-71 (см. 3, о)				Хвостовики с резьбой и буртиком по ГОСТ 16717-71 * (см. рис. 3, в)				Хвостовики с резьбой по ГОС Г 16716-71 * (см. рис. 3, б)
		L\b 1\я	^хв		d2		Lxu 1хв	А*»					L\b 1хп
20	8,5	50 56 63 20’ 25’32	5	22	28		50 56 20*25	4	М20*1,5		М 16x1,5	50 56 20’25
25	10.5	60.67 . 75 20 ’ 25’32		28	36		60.67 20’25		М20* 1,5				60.67.75 20 ’ 25 ’ 32
32	13	71.75.85 90 20 ’ 25'32’40		34	42		71 85 20’ 32		М20х 1,5				71.75.85 20’25’32
40		80.90 95.105 25’32’40’ 50	6	42	50		80.90 25*32	5	М30х2				80 90 95 25’32’40
50	17	100.105 115 125 32 ’40 ’ 50 ’ 60		53	63		100.115 32 ’ 50		М42*3				100 105.115 32 ’ 40 ’ 50
60	21 _	ПО 120.130.140 40 ’ 50 ’ 60 ’ 70	8	63	71		110.130 40 ’ 60	6	М42^х3				110 120 130 40 ' 50 ’ 60
75		130 140.160 180 50 ’ 60 ’ 80 ’100	10	80	90		130.160 50 *180		М42хЗ				130 140 160 5(7’ 60 ’ 80

	1В1/1Р при d„n
Hrt L	12	14; 16	18; 20	22; 25	28; 32	36; 40	45; 50
		12/4	12/4	12/4	12/4	-
	lZ/4	16/4
25	16/4	18/4		16/4	16/4
		22/4	18/4
32	12/8	16/8	16/8	18/8	16/8
	16/8	18/8	18/8	22/8	18/8
40	12/8	18/8	22/8	22/8	28/8	20/8	20/8
		22/8	25/8	25/8
					32/8	25/8	25/8
	16/8
		25/8	28/8	28/8
50	-	18/20	22/24	25/27	20/22	20/10	20/10
			25/27	28/10	28/16
					32/16
		22/24
			28/10	32/10
		25/27			36/16	25/10	25/10
			32/10	36/10	40/16
63		18/20	22/24	25/27	28/16	40/16
			25/27	28/10	32/16
		22/24	'WIO	32/10	36/16	45/16	->
					40/16	50/16
		25/27
			32/10	36/10	45/16
80			25/27	25/27	28/30	40/42	45/20
					32/34
			28/30	28/30	36/38	4V20	50/20
					40/42
			32/34	32/34	45/20	50/20	56/20
				36/38	50/20	56/20	63/20

Нвт			1вт/1р при dHn
	22; 25	28; 32	36; 40	45; 50	56; 63	I О г-	I 90; 100	125
	32/34	32/34						j
		36/38	' 40/42	45/47	50/20
			- 45/47	50/52	56/20
100	36/38	40/42
				56/20	63/20
		45/47	50/52			-
	40/42		56/20	63/20	71/20
		50/52					-
		36/38	40/42	50/52	50/52
по		40/42	45/47	56/20	56/20
		45/47	50/52	63/20	63/20
		50/52	56/20	71/20	71/20
			40/42	45/47	50/52	80/25
125				50/52	56/58
			45/47	56/58	63/25	90/25
			50/52	63/25	71/25
			56/58	71/25	80/25	100/25
				50/52	' 50/52	80/25
			50/52		56/58		95/30
140				56/58	63/65	90/25
					71/73
			56/58	63/65	80/25	100/25	120/30
				71/73	90/25
				56/58	71/73	80/82
160				63/65	80/82	90/30	95/30	95/30
							120/30	120/30
				71/73	90/92	100/30
						80/82	95/30
180					80/82			95/30
					90/92	90/92	120/30	120/30
						100/30
200							95/97	95/40
L						.	120/40	120/40

ЛИДИЯ СЕРГЕЕВНА ШУМАКОВА ЮЛИЯ СЕРГЕЕВНА АНДРЕЕВСКАЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ЗАГОТОВИТЕЛЬНО-ШТАМПОВОЧНОЙ ОСНАСТКИ

Учебное пособие

Редактор М.А. Соколова Технический редакторА.Б. Седов

Подписано в печать 31.01.08 г. Формат 60x84 1/16 Печать на ризографе. Усл. печ.л. 4,53 .Уч. изд. л. 3,39 Тираж 100 экз. Заказ № 175 Издательский центр МАТИ 109240 Москва, Берниковская наб., 14

Типография ИЦ МАТИ 109240 Москва, Берниковская наб., 14