Листове штампування

Листове штампування металу в холодному стані - один з поширених способів отримання деталей складної конфігурації з тонкими стінками. Вироби одержують з дуже малими допусками при високій якості поверхні. В більшості випадків холодноштамповані вироби застосовують для збірки машин без механічної обробки.

Всі холодноштамповані роботи можуть бути розбиті на наступні основні групи: роз'єднувальні, формоутворювальні, пресувальники, комбіновані і штампо-складальні операції.

Холодне штампування листового матеріалу виробляють за одну або декілька послідовних операцій (розділові і операції зміни форми).

До розділових операцій відносять різання, вирубку по контуру і інші, при яких частина металу відділяється від заготівки.

До операції зміни форми відносять гибку, витяжку і ін.

При холодному штампуванні початковим матеріалом є заготівки товщиною від декількох сотих довше міліметра до 5 - 6 мм у вигляді стрічки, смуг і листів з кольорових металів і сплавів, малоглеродистої і легованої сталі і ін. Заготовки завтовшки більше 5 - 6 мм штампують звичайно в гарячому стані.

Різання листового металу виробляють ножицями або на пресах за допомогою відрізних штампів.

Вибір матеріалу

При виборі матеріалу для виготовлення якого-небудь штампованого виробу необхідно враховувати наступне:

1) механічну міцність, твердість, ударну в'язкість;

2) опірність корозії;

3) теплопровідність і теплостійкість;

4) електро- і магнітопроводность;

5) вага;

6) ізносоустойчивость і довговічність.

Технологічні властивості металу, у свою чергу, залежать від механічних властивостей, хімічного складу, структури і величини зерна, напряму волокон при плющенні, термообробки, ступеня деформації.

Для виготовлення корпусу масляного фільтру використовується сталь 08Юпс (спокійна сталь, що розкислює алюмінієм), оскільки саме вона ніяк краща підходить для виготовлення такої форми деталі.

Різання і розкрій матеріалу

Після того, як прокатали листи, на них треба розташувати вирубувані деталі, так щоб максимально заощадити матеріал.

У штампувальному виробництві економія матеріалу багато в чому визначається розкроем - доцільним розташуванням деталей на заготівці. Особливо важливе значення економії металу пояснюється тим, що вартість матеріалу складає 60 - 80 % від загальної вартості виробу, тоді як вартість заробітної платні звичайно складає 5 - 15 %. Якщо врахувати, що в середньому відходи при листовому штампуванні складають 30 - 40 %, то кожен відсоток зменшення відходів дає можливість зменшити собівартість деталей на 0,4 - 0,5 %.

Вирубку круглих деталей можна виробляти в один, два і декілька рядів при паралельному і шаховому розташуванні їх. При шаховому розкроі економія збільшується за рахунок зближення рядів.

Визначення розмірів заготівки при витяжці

Для визначення розмірів заготівки при витяжці виходять з основного законна обробки тиском: вага (G) і об'єм (V) матеріалу до витяжки - заготівки повинен бути рівний вазі (G') і об'єму (V') матеріалу після витяжки - готового виробу.

Для визначення розмірів плоскої заготівки при витяжці порожнистих тіл існує п'ять методів:

Аналітичні методи: метод рівності поверхонь; метод рівності об'ємів; метод рівності вагів.

Графічні методи: графо-аналітичний метод; графічний метод.

Для визначення розмірів заготівки майбутнього корпусу масляного фільтру для автомобілів ВАЗ 2101-2106, необхідно використовувати метод рівності об'ємів, оскільки товщина бічних стінок відрізняється від товщини дна і початкової заготівки.

При витяжці порожнистого циліндра, у якого дно і бічні стінки мають різну товщину і умовно зв'язані під прямим кутом

Витяжка

Витяжкою називається процес перетворення плоскої лив порожнистої заготівки у відкритий зверху порожнистий виріб, здійснюваний за допомогою витяжних штампів

Радіус закруглює робочої грані матриці забезпечує плавність перетворення круглої листової заготівки в ковпачок. При витяжці виробів пуансоном плоска частина заготівки (фланець) може згущатися з утворенням складок. Для запобігання цьому явищу застосовують притиски.

При витяжки за один прохід можна одержати ковпачок діаметром в 1,8 - 2 рази менше діаметру початкової заготівки. При більшій деформації зусилля витяжки зростає настільки, що метал руйнується (відривається дно ковпачка). Подальше зменшення діаметру ковпачка досягається подальшими витяжками.

При холодному листовому штампуванні товщина оброблюваного металу практично залишається майже незмінною. Виняток становлять витяжки з великими ступенями деформації. В цьому випадку товщина ковпачка біля дна зменшується приблизно на 20 - 30 % товщина заготівки. Зазор між пуансоном і матрицею повинен бути рівний величині, більшій на 10 % товщина заготівки.

При штампуванні із стоншуванням стінок зазор між пуансоном і матрицею менше товщини листу.

Для холодного листового штампування застосовують кривошипні преси, гідравлічні преси, пневматичні преси, а також прес-автомати.

Витяжка із стоншуванням (протяжка)

Витяжку із стоншуванням застосовують при виготовленні циліндрових деталей завглибшки до 10 діаметрів. Цей спосіб дозволяє одержати деталі, що мають відносно точні розміри і високі прочностниє властивості. Можливість формоїзмененія за одну операцію обмежені руйнуванням стінки після виходу з матриці, що вимагається точністю напівфабрикатів, працездатністю змащувального покриття, тепловиділенням у вогнищі деформації і іншими чинниками.

Формоїзмененіє заготівки

При витяжці із стоншуванням в матрицю діаметром Dn+1 встановлюють порожнисту заготівку діаметром Dn. Пуансон діаметром dn+1 входить в заготівку завтовшки sn з невеликим зазором і в процесі виконання операції проштовхує її через одну або декілька (від двох до п'яти) матриць, розташованих одна під іншою співісний з пуансоном. Діаметри робочих частин матриць, що послідовно зменшуються, менше зовнішнього діаметру заготівки. Зазор між пуансоном і матрицею, що відповідно зменшується, менше товщини sn стінки заготівки. Отже, при витяжці зменшується як діаметр, так і товщина стінки і одночасно збільшується довжина деталі, що витягається.

Витягнута таким чином деталь щільно прилягає до поверхні пуансона. При зворотному ходу пуансона деталь упирається у вихідний скат матриці або знімача і знімається з пуансона.

Сили тертя на зовнішній поверхні заготівки сприяють збільшенню розтягуючих напруг їх, діючих в стінках протягнутої частини заготівки, а сили тертя на внутрішній поверхні заготівки як би