Учебные пособия

Слесарно-инструментальные работы

Раздел:  Строительство. Ремонт

Круглые или квадратные детали вырубают из полосовых листовых заготовок вручную просечками на алюминиевых или деревянных брусках. Это оправдано в тех случаях, когда необходимо вырубить малое количество деталей. Для того чтобы вырубить деталь (заготовку сальникового манжета или прокладку) из резиновой или кожаной ленты (156), ее кладут на алюминиевый или деревянный (буковый, дубовый, березовый) брусок 2. положенный на стальную плиту / для предотвращения вибрации.

Вырубку ведут следующим образом: взяв просечку 4 и охватив ее всеми пальцами левой руки, ставят ее на заготовку 3 (ленту) вертикально; затем с плечевого взмаха правой руки наносят молотком легкий удар по головке просечки. После этого просечку 4 переставляют и вырубают следующую деталь 5.

Габаритные размеры плоских заготовок из металлов, вырезаемых (вырубаемых) в штампах, колеблются от нескольких миллиметров до нескольких метров, а по толщине от 0,03—0,05 до 20—25 мм и выше. Верхний1 предел вырезаемых деталей по толщине и габаритным размерам ограничивается мощностью имеющихся на заводе прессов, размерами стола и ползуна пресса, а нижний — возможностью изготовления штампа, т. е. его габаритов и массы. Когда вырезаемая деталь имеет выступы или пазы, то они могут быть получены вырубкой, если их размеры больше следующих значений: /;>1,2. S; В > (1,2+1,5) S, где /г — высота;  S — толщина,  В — ширина.

Минимальная ширина детали или участка контура, получаемая вырезкой, должна быть больше 1,5 S. Если деталь узкая и длинная (ширина В < 3 S), ее целесообразно получать расплющиванием из проволочной заготовки с последующей обрезкой по контуру. Радиус скругления наружного контура К при вырезке детали из полосы, ширина которой равна ширине детали В, чтобы избежать образования уступов, определяется соотношением R >0,6 S. Минимальные размеры пробиваемых отверстий зависят от их формы и механических свойств штампуемого материала и при использовании обычных штампов имеют значения, приведенные в табл. 8.

Необходимо  отметить следующее: 1. При пробивке отверстий соотношение В > S справедливо только для быстроходных механических прессов, в которых пуансон подвергается ударной нагрузке. Применяя гидравлические прессы, можно размер В брать меньше S.

2. Используя специальные дыропробивные штампы, можно пробивать отверстия в деталях из твердой стали В = 0.5 S. из мягкой стали и латуни В = 0.35 S. из алюминия В = 0,3 S.

В настоящее время делают попытки использовать процесс вибрационной пробивки отверстий. В этом случае выбирают пуансон с частотой ударов 50—75 ход с. Такой способ позволяет пробивать отверстия диаметром (0,5—0,4) S. Если пробиваемое отверстие имеет выступы или утолшение, то их высота должна быть больше толшины штампуемого материала, т. е. fc> S. При меньших значениях h получить выступы или утолшение пробивкой невозможно.

Расстояние между7 пробиваемыми отверстиями или между краем детали и отверстием регламентируется формой отверстия, наружным контуром детали, тол-шиной и свойствами штампуемого материала. Минимальные значения ширины перемычек с}, при которых можно использовать пробивку, составляют для стали (6,6—1,5) S. Исключение из указанного правила составляют детали, получаемые безотходной штамповкой или детали, контур (отверстие) которых вырезают (пробивают) составными пуансонами. В этом случае сопряжений по радиусу получить не удается.

Для вытянутых и изогнутых деталей, кроме сохранения минимальной перемычки между пробиваемыми отверстиями и между наружным контуром и отверстиями, необходимо выдержать определенное расстояние с, между отверстиями и вертикальной стенкой детали, при котором исключалась бы возможность смешения края отверстия на радиус сопряжения стенок. В противном случае пуансон при пробивке вследствие изгиба может сломаться или. попав на режущую кромку матрицы, вызовет выкрашивание кромки

Величина перемычки с- между отверстиями и краем наружного контура детали и отверстиями определяет конструкцию штампа. Если перемычка с; мала, пробить одновременно несколько отверстий или контур   и   отверстия  невозможно   из-за недостаточной прочности матрицы. Детали с близко расположенными отверстиями в зависимости от условий производства штампуют на двух или нескольких штампах простого действия или на одном комбинированном штампе последователь doro действия. В обоих случаях стоимость детали увеличивается из-за высокой стоимости штампов, а точность изготовления детали уменьшается. Величины перемычек с в матрице, при которых возможна одновременная пробивка двух и более отверстий или вырезка соответствующего контура и пробивка отверстий в инструментальных штампах в долях толшины вырезаемых деталей S*, приведены в табл. 8.

При изготовлении вырубных штампов следует учитывать допуски на отверстие (табл. 9). контур и параметры шероховатости поверхности среза (табл. 10).

При изготовлении вырубных штампов следует учитывать допуски на основные размеры штампуемой детали: наименьшая ширина В ^ S. наименьшие размеры пазов и окон Ь ^ 1,5 и h > 1,5. наименьшие радиусы скруглений R0,6, наименьшее расстояние от края отверстия до наружного при непараллельности края отверстия контуру детали с >• 5 и при параллельности с > 1,5 S.

На 157 показан простейший блок штампа, с помощью которого можно производить вырубку квадратных резиновых, кожаных и стальных заготовок 8, Для этого достаточно заменить просечку / на пуансон такого же профиля. Блок штампа состоит из нижней плиты 2, в которой вставлена просечка / (пуансон) со спиральной пружиной 6; толкателем (прижимом) 7. Нижняя плита 2 соединена винтами 4 с верхней плитой 3, на которой имеется цилиндрический хвостовик 5 с вырезом для крепления болтом в призмах ползуна пресса.

На 158 показан простейший блок штампа для вырубки деталей 9 из листового материала 5, Блок состоит из чугунной плиты 1 с точно отработанной квадратной выемкой, в которой установлена матрица ^зажимаемая стальными клиньями 4. Клинья, в свою очередь, фиксируют. штифтами 6 и крепят винтами 2. Деред тем как установить штамп на, пресс, закрепляют хвостовик 7 ауансона 8 в призматических прижимах ползуна пресса, затем вставляют пуансон 8 в матрицу 3 на одну треть толщины вырубаемого материала или металла, после чего плиту 1 с матрицей 3 прикрепляют прижимами к столу пресса.

Изготовление листовых шгацетных штампов. Производство сложных штампов для штамповки — вырубки небольших партий деталей (100—150. шт.) из листовой стали, цветных металлов, кожи, картона и резины — весьма трудоемкий и дорогостоящий процесс. Поэтому для Л?0го лучше применять листовые штампы из стали У8А более простые и дешевые в изготовлении. Качество деталей, полученных с помощью таких штампов, зависит от того, как изготовлены и сцентрированы пуансон с матрицей и как распределен зазор между ними.

На 159, а показан штамп для вырубки внутреннего контура детали. На пластинке 1 (она же матрица) закреплены два упора 2, направляющие ленту 3 и упор 4, фиксирующий шаг ленты. Пластина 5 (она же пуансонодержатель пуансонов 6) скреплена заклепками 7 с нижней пластинкой 7, расположенной под утлом 25°. Листовые штампы изготовляют так же, как и шаблоны. Разница заключается лишь в том, что рабочие части профилей пуансона и матрицы точно не доводят, а припиливают и зачищают абразивным бруском.

Вначале на^отшлифованных пластинах толщиной 3—4 мм, изготовленных из стали У8А, размечают рабочие контуры матрицы. Затем внутреннюю часть^хон-тура матрицы высверливают и фрезеру-" ют, оставляя припуск 0,1—0,5 мм на окончательную обработку. После этого матрицу опиливают по внутреннему контуру и вгоняют в нее термически обработанный пуансон. В процессе припиловки матрицы по внутреннему контуру не требуется большая точность обработки, поэтому зазор между пуансоном и матрицей может быть неравномерный.

Вогнав пуансон в матрицу, обжимают (чеканят) по контуру гнезда матриды на расстоянии 1—1,5 мм от кромки пуансона до тех пор, пока зазор между пуансоном и матрицей не будет устранен. Затем, не вынимая пуансон из матрицы, шлифуют; при этом устраняются вмятины, образовавшиеся при чеканке. Далее на верхнюю плоскость матрицы накладывают стальную пластину (пуансонодержатель) толщиной 2 мм и скрепляют с двух концов струбцинами. После этого в пуансонодер-жателе и пуансоне; а также в пуансонодер-жателе и матрице просверливают отверстия, в которые вставляют заклепки.

Скрепив таким образом матрицу, пуат*-^ сон ипуансонодержатель, струбцины снимают; при этом пуансонодержатель, разжимаясь,  выпрямляется- и  освобождает пуансоны. Закончив соединение пуансона с матрицей, по внутреннему контуру последней спиливают скосы под углом 2—3 ° и зачищают у них рабочие плоскости бруском или личным напильником. Описанный способ соединения (центрирования) пуансонов с матрицей обеспечивает точное распределение зазора между ними и исключает срезы их рабочих кромок при штамповке-вырубке.

Другой штамп (159, б), предназначенный для вырубки наружного контура, отличается от предыдущего лишь тем, что гнездо матрицы находится в верхней пластине 7, а на нижней пластине 2 закреплен пуансон 3 с фиксаторами 4. Матрицы описанных штампов изготовляют из незакаленной стали У8А, а пуансоны калят до твердости HRC 54 — 56.

К специальным вырубным штампам упрощенной конструкции, предназначенным для единичного изготовления деталей в условиях мелкосерийного производства, относятся универсальные групповые блоки (штампы) для пробивки отверстий и листовые (пинцетные) штампы, литые штампы с использованием резины, штампы из пластмасс и др.

На 160 показан блок штампа для пробивки круглых и квадратных отверстий в стальной листовой ленте 7 (заготовке). Штамп состоит из нижней плиты 13 с двумя направляющими колонками 6 и 12, по которым перемещается по втулкам 2 верхняя плита 3. На нижней плите 13 смонтированы на контрольных штифтах и закреплены между собой винтами матрица 10 со съемником 77. На боковой поверхности плиты (слева) закреплен кронштейн с ловителем 75, фиксирующий шаг вырубаемого отверстия в ленте 7. На верхней плоскости съемника 11 в выточках (углублениях) установлены четыре спиральные пружины 8, которые упираются в нижнюю плоскость пуансонодер-жателя 14 верхней плиты 3.

В процессе вырубки (штамповки) необходимо установить на стол 1 ручного пресса блок штампа в такое положение, чтобы площадка 5 верхней плиты 3 совпала с центром ползуна 4 пресса, после чего вставить в направляющий паз съемника 11 ленту (заготовку) до упора ловителя 75. Затем двумя руками захватывают штурвал пресса и, поворачивая его влево, опускают ползун 4 на плоскость 5 верхней плиты штампа, производят легкий удар, с таким расчетом, чтобы пуансон 9 вошел в матрицу 10 на одну треть толщины ленты и вырубил деталь. Не отпуская рук от штурвала, его поворачивают вправо и поднимают ползун. В это же время спиральные пружины 8, разжимаясь, возвращают в исходное положение верхнюю плиту с пуансоном. На 161, а, б, в показан- тип простейших конструкций групповых блоков (штампов), предназначенных для вырубки отверстий в листовых заготовках на ручном прессе. Блок 7 состоит из скобообразного корпуса. В верхней части корпуса имеется направляющее отверстие, по которому перемещается колонка 6 со вставленным пуансоном и спиральной пружиной 4. Пуансон точно сцентрирован с отверстием (матрицей), имеющимся в нижней части корпуса блока. На боковой стороне корпуса сверху (слева) закреплен кронштейн с ловителем 3, фиксирующим шаг вырубаемого отверстия в ленте, а в середине корпуса установлена направляющая планка (столик) 8, по которому перемещается заготовка 2 (лента).

На 161, а показан первый способ установки на столе 7 блока штампа 7 и приемы вырубки, трехгранного отверстия в резиновой заготовке 2 с помощью ползуна 5 ручного пресса. На 161, б показан второй способ установки на столе 7 блока штампа и приемы вырубки круглого отверстия в текстолитовой заготовке 2 с помощью ползуна 5 ручного пресса.

На  161, в показаны приемы установки   двух   спаренных   блоков   штампа на столе 1 пресса и способы одновременной вырубки двух круглых отверстий в латунной листовой заготовке 10, фиксируемой  размерной  планкой  3.   Процесс вырубки в последнем случае отличается от  описанного   выше  тем,   что   вначале устанавливают на стол 1 пресса блоки 2 и 9 один напротив другого и прижимают их  к  упорной  планке  на  столе  пресса, после чего  закрепляют прижимами.  Затем двумя руками захватывают штурвал пресса и, поворачивая его влево, опускают ползун 6 и слегка ударяют по головкам направляющих колонок 5 и 7 с установленными  в  них  пуансонами,   вырубают в матрице отверстия на заготовке. Не снимая рук со штурвала, поворачивают его вправо и поднимают ползун 6. В это время спиральные пружины 4 я 8, разжимаясь, выталкивают направляющие колонки 5 и 7 с пуансоном из отверстия матрицы.

Пробивка отверстий производится на прессе / с пантографическим устройством (162). Вырезанную заготовку 10 базируют боковыми сторонами на фиксирующие стержни 11 и крепят к столу 12 с помощью прижимов (на 162 отсутствуют). На плите 5, укрепленной на кронштейнах, устанавливают шаблон 6, который крепят прихватами.

Шаблон изготовляют из листовой стали толщиной 3—4 мм. В шаблоне сверлят отверстия  диаметром  6 мм  (соответственно диаметру штока фиксатора 7). Координаты отверстий шаблонов соответствуют координатам  отверстий  детали, так как отношение рычагов 3 и 4, поворачивающихся на кронштейне 2 пантографа 8, составляет 1:1. Пантограф 8 с укрепленной на нем заготовкой 10 перемещают. вручную    рукояткой    9.     Штамповщик вставляет шток фиксатора 7 в отверстие шаблона 6. При опускании шпинделя 15 замыкается  контакт  пускателя,  смонтированного в корпусе головки 14, и пуансон  13 пробивает  отверстия: в  заготовке 10. Пантографическое устройство позволяет пробивать отверстия в кожаных, резиновых и алюминиевых листовых заготовках на обычных маломощных гидравлических прессах при помощи автоматической головки 14 с пружинным устройством и пантографом 8, а также с покой 7. В центре матрицы установлен фиксатор 4, фиксирующий шаг вырубаемого контура в ленте 3. На боковой стороне съемника 2 по пазу перемещается с помощью пластиночной пружины 6 прижимная планка 5, которая прижимает ленту 3 к боковой плоскости направляющей планки 7. На верхней стальной плите 11 имеется хвостовик 10, предназначенный для крепления его в призматическом прижиме ползуна пресса. В нижней части плиты на контрольных штифтах установлен и закреплен винтами 13 сменный пуансоно-держатель 12 с пуансоном 9, вырубающий отверстие во внутреннем профиле детали. Также имеется пуансон 14 с ловителем 8, вырубающий наружный контур детали или изделия в ленте 3. В зависимости от профиля вырубаемых деталей (164, б, в) в данном блоке штампа меняются   лишь   пуансоны   и   матрицы.

На 164 показан тип универсального блока штампа со сменными пуансонами для  вырубки зубьев в ножовочных полотнах. При замене пуансонов на другой профиль зуба в данном блоке штампа можно вырубать зубья как для ножовочных, так и для столярных пил. Блок штампа состоит из нижней и верхней плит 1 и 4, соединенных шпильками 8 и винтами 9 с пуансонодержателями 5 и 7. В пуансоно-держателях имеются продольные пазы, в которые вставлены и закреплены пуансоны 2 и 3 (поз. I), а в нижнем пуансоно-держателе 7 имеется направляющий паз, по которому перемещается лента (заготовка ножовочного полотна или заготовка ленточной столярной пилы). В зависимости от размера и профиля зуба, пуансоны могут заменяться на другие, допустим, на пуансоны 10 и 11 (поз. II) с зубьями, слегка наклоненными (разведенными) влево под углами а и «j. ТОЧНОСТЬ перемещения верхней плиты 4 с пуанСонодержа-телем осуществляется по колонкам 6 и втулкам, строго доведенным, без каких-либо люфтов и перекосов.

Перед тем, как приступить к установке (наладке) и креплению блока штампа на прессе, необходимо выключить автоматическую систему пресса во избежание травм рук. Поэтому прежде чем, установить штамп на пресс, нужно сначала руками слегка повернуть на себя маховик с валом, чтобы его эксцентрик с регулировочным винтом и ползуном находились бы в нижнем положении, а затем уже установить на стол пресса блок штампа. После этого хвостовик 10 штампа вставляют в призматический паз ползуна и закрепляют его призматическим прижимом. Затем с помощью специального гаечного ключа поворачивают влево регулировочный винт ползуна и очень осторожно опускают вниз ползун с верхней плитой 4 и пуанео-нодержателем 5 в такое положение, чтобы сохранился приближенный размер, равный толщине вырубаемой ленты, между пуансоном 3 и пуансоном 2. Убедившись, что размер соответствует заданной толщине заготовки, нижнюю плиту 1 штампа закрепляют с двух сторон прижимами, а регулировочный винт ползуна с помощью гаечного ключа слегка поворачивают вправо и закрепляют его в ползуне специальной гайкой. После этрго включают автоматическую систему пресса, нажимают ногой педаль и приступают к штамповке (вырезке) зубьев ножовочных полотен в ленте.

В процессе изготовления и сборки штампов с большим количеством мелких сложных профилей пуансонов особое внимание уделяется не только центрированию их профиля в профиле окна матрицы, но и снятию их.с матрицы, так как незначительный перекос между профилем пуансона и матрицей может вызвать неравномерный зазор. В этом случае в отштампованной детали обязательно обнаружатся заусеницы.

На 165, а показано разъемное приспособление, предназначенное для снятия верхней плиты 1 с колонок 2 нижней плиты 9 штампа в процессе сборки и центрирования пуансонов с матрицей. Преимущество этого приспособления заключается в том, что на его установку не тре1 буется много времени и в процессе снятия плиты 1 полностью исключается перекос колонок 2 относительно втулок. В окнах пластины 3 приспособления можно свободно перемещать и закреплять в нужном положении стойки 4. В центре пластины 3 имеется отверстие, в котором нарезана двухзаходная резьба. В это отверстие вставлен винт 5, в нижней части которого имеется плавающий наконечник 6 с выступами, охватывающими хвостовик 7. При повороте рукоятки 8 винта 5 выступы плавающего наконечника 6 охватывают хвостовик 7 и направляют плиту 1 вверх, а стойки 4 упершись в колонки 2, легко и без перекоса опускают их.

В мелких вырубных штампах колонки запрессованы в нижней плите, поэтому не всегда можно шлифовать (затачивать) поверхности матриц на станке. Это приводит к образованию заусенец на штампуемых деталях.

Разработан метод установки колонок штампов, который дает возможность, не снимая матрицы с плиты, шлифовать рабочие поверхности кругом прямого профиля (765, б). Одна из колонок 3 запрессована в нижней плите 1, а другая колонка 12 в верхней плите 7.

При изготовлении штампов для получения профиля из роторного железа особое внимание уделяется сборке взаимозаменяемых деталей, таких например, как направляющие колонки 3 и 12, которые должны быть точно доведены по направляющим втулкам 6 и 14. Пуансоны 10 к 11 должны быть точно установлены под углом 90° в пуансонодержателе 5 и залиты пластмассой с таким расчетом, чтобы при их центрировании с пуансон^матрицей 2 был сохранен зазор с учетом толщины материала заготовки. Окна в направляющем съемнике должны быть точно припи-лены по профилю каждого пуансона, чтобы во время работы съемник не отжимал пуансоны 11.

Отжим пуансонов съемником приводит к образованию заусенцев на вырубаемой детали. Во избежание этого рекомендуется соблюдать определенную последовательность при сборка вырубаемых штампов.

Вначале в окна пуансон-матрицы 2 вручную вставляют пуансоны 10 и 11, закрепленные в пуансонодержателе 5, после чего с двух сторон укладывают два блока плиток концевых мер. На плитки кладут обойму-матрицу, которая надевается на пуансон-матрицу 2. Затем на верхнюю поверхность пуансонодержате-ля кладут прокладку 8 и верхнюю плиту 7; после этого плиту 7 и обойму-матрицу 4 скрепляют с двух сторон струбцинами и винтами, затем их снимают с колонок • и втулок и сверлят отверстия под штифты. Развернув отверстия и поставив штифты по скользящей посадке, струбцинки снимают. Плиты устанавливают на шлифовальный станок и шлифуют пуансоны и матрицу. Прошлифовав матрицы и пуансоны, на пуансон-матрицу 2 устанавливают съемник 13. При установке готового штампа на пресс нижнюю плиту закрепляют прижимами,, а верхнюю плиту с помощью хвостовика 9.

При изготовлении штампов следует учитывать допуски на штамповку и параметры шероховатости среза (см. табл. 10) при вырубке контура детали и отверстий (см. табл. 9). На 166 изображен прием ручного снятия верхней плиты с нижней роторного многопуансонного штампа при помощи двух одноразмерных рычагов. В левую и в правую руки надо взять рычаги 8 и 10, затем поставить их пятками на плоскость нижней плиты 1 в такое положение, чтобы один конец рычага 8 упирался изогнутым концом в угол обоймы матрицы 4 около колонки 3, а второй рычаг 10, установленный на нижней плите с противоположной стороны, у второй колонки 12, также упирался изогнутым концом в угол обоймы. При одновременном нажатии на рычаги обойма, закрепленная на верхней плите 7, с пуансонодер-жателем 5 и матрицей 4, свободно снимается с пуансон-матрицы 2 без всяких перекосов, а верхняя плита, перемещаясь вверх по колонкам 3 и 12 и втулкам 6 и 11, также легко освобождается. Для более простых вырубных штампов применяют центрирование (спаривание) пуансонов с матрицей путем обжатия (чеканки) каждого пуансона в пуансонодержателе специальной обжимкой. Пуансоны, предварительно собранные в пуансонодержате-'ле, вставляют в матрицу. Если все пуансоны после легкого удара входят в матрицу, но зазоры между пуансонами и гнездами матрицы распределены неравномерно, то подчеканкой пуансонодер-жателя на расстоянии'не менее 1,5—2 мм от хвостовика "пуансона добиваются равномерного зазора. После обжатия соединенные матрицу и пуансонодержатель нагревают для снятия напряжений. После того как металл в результате нагрева приобрел синий оттенок, матрицу и пуансонодержатель охлаждают, шлифуют базовую поверхность пуансонодержателя и затем разъединяют. Снятие напряжений повышает стойкость и долговечность штампов.

Метод центрирования прост и обеспечивает надежную эксплуатацию штампа.