Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агенство по образованию
advertisement
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агенство по образованию Саратовский государственный технический университет Насад т.г., Козлов г.А. ТЕХНОЛОГИЯ ХОЛОДНОЙ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ Учебное пособие По дисциплине «Технология холодной штамповки», «Автоматизация производственных процессов в машиностроении» для студентов специальности 150001 – технология машиностроения дневной формы обучения со специализацией по холодной штамповке Саратов 2009 АННОТАЦИЯ Рассмотрены вопросы, изготовления деталей металлических связанные с процессами и технологией из листового материала и проведен анализ материалов, применяемых в листоштамповочном производстве по критерию штампуемости. Подробно освещены вопросы резки рулонного и листового материала на ножницах и в штампе, рассмотрены применяемые схемы резки, режущий инструмент, силовые зависимости, технологические характеристики точности и качества поверхностей изготавливаемых деталей из листа. Особое внимание уделено схемам оптимального раскроя листового материала. Для студентов специальности 120100 – технология машиностроения со специализацией по холодной штамповке. ОГЛАВЛЕНИЕ 2 Введение 1.Материалы для холодной листовой штамповки. 1.1Листовой и рулонный прокат. 1.2 Изменение свойств листовой стали в процессе обработки и с течением времени. 1.3Неметаллические материалы. 1.4 Оценка штампуемости листового материала. 1.4.1 Физико-химические испытания. 1.4.2 Механические испытания. 1.4.3 Технологические испытания. 2. Резки листового материала. 2.1 Резка на ножницах. 2.2 Резка в штампе. 2.3 Раскрой материала. 2.4 Оптимизация раскроя листа. 3.Вырубка- пробивка в штампе. 3.1 Технологичность конструкции детали для вырубки и пробивки. 3.2 Черновая вырубка и пробивка. 3.3 Чистовая вырубка и пробивка. 3.4 Точность и качество поверхности среза при вырубке и пробивке. Заключение. Литература. 3 Введение В общем комплексе технологии машиностроения все возрастающее значение приобретает обработка металлов давлением, в том числе листовая штамповка. Это один из способов обработки, при котором металл пластически деформируется в холодном состоянии при помощи штампов. Исходным материалом для листовой штамповки служит металлопрокат в виде листов, рулонов, лент, полосы. Листовая штамповка применяется для изготовления самых разнообразных деталей, в том числе автокузовных, деталей цельнометаллических летательных аппаратов, электрических машин (пластины ротора, статора), изделий народного потребления (металлическая посуда и пр.). Она применяется практически во всех отраслях промышленности, связанных с металлообработкой — от микроэлектроники до ракетостроения и атомного энергомашиностроения. Листовая штамповка представляет собой самостоятельный вид технологии, обладающий рядом особенностей: высокой про- изводительностью, возможностью получения самых разнообразных по форме и размерам полуфабрикатов и готовых деталей (от десятых долей миллиметра до десятков метров), возможностью механизации и автоматизации штамповки путем создания комплексов оборудования, обеспечивающих выполнение всех операций производственного процесса в автоматическом режиме (в том числе роторных и роторно-конвейерных линий), возможностью получения взаимозаменяемых деталей с высокой точностью размеров, без дальнейшей обработки резанием. Листовая штамповка наиболее широко применяется в массовом и крупносерийном производстве, когда затраты на штамповую оснастку особенно рентабельны. Наряду с этим, опыт многих отечественных заводов показывает, что листовая штамповка может с успехом применяться в мелкосерийном производстве. Однако для этого необходимо использовать специальные средства и способы штамповки, обеспечивающие выпуск мелких партий изделий с минимальными затратами. К их числу относятся: 4 штамповка энергией взрывной волны, электрического разряда в жидкости, магнитного поля высокой напряженности и др. Значение листовой штамповки, как одного из наиболее прогрессивных способов обработки металлов давлением в машиностроении, непрерывно возрастает. Большое внимание уделяется выпуску новых прогрессивных типов кузнечно-прессового оборудования с ЧПУ, комплексов «машина—робот», гибких технологических систем листовой штамповки, роторных и роторно-конвейерных линий, а также выпуску листового и сортового проката повышенной прочности. Операции листовой штамповки подразделяются на разделительные, формоизменяющие и штампосборочные. При выполнении этих операций пластически деформируется не вся заготовка, а лишь некоторая ее часть, которую называют зоной (очагом) пластической деформации. Разделительные операции предназначены для полного или частичного отделения одной части металла от другой. Формоизменяющие операции в отличие от разделительных предназначены только для пластического формоизменения заготовок, до разрушения заготовки не доводятся. Для соединения двух или нескольких деталей в одну сборочную единицу применяют штампосборочные операции. Представителем сборочной единицы, состоящей из двух штампованных деталей (внешней и внутренней панелей), собранных штамповкой и сваркой, является дверь автомобиля. Соединение деталей осуществляется холодной штамповкой; гибкой, осадкой, обжимом, запрессовкой и пр., выполняемых в штампах, установленных на прессах, или магнитно-импульсной обработкой, которая характеризуется тем, что давление на собираемый узел создается воздействием импульса магнитного поля. Листовые детали из алюминия, меди, латуни после тщательной очистки контактной поверхности могут быть соединены холодной сваркой, основанной на молекулярно-кристаллическом соединении (схватывании) 5 металла при совместной пластической деформации штамповкой соединяемых поверхностей. Схемы разделительных и формоизменяющих операций и их определение приведены в соответствующих разделах. Применение сборки штамповкой взамен резьбовых соединений, пайки и сварки существенно повышает производительность труда при достаточно высоком качестве выпускаемой продукции. Однако штамповкой можно получить только неразъемные соединения, и это является недостатком данного способа сборки. 1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ 1.1. ЛИСТОВОЙ И РУЛОННЫЙ ПРОКАТ Листовой штамповкой изготовляют изделия из металлов (в виде листового и сортового проката) и неметаллических материалов. В машиностроении наиболее широко применяют стальной листовой и сортовой прокат и прокат из различного рода цветных металлов: алюминия, меди, магния, титана и их сплавов. Менее широко применяют слоистые и волокнистые пластики (текстолит, гетинакс и др.) и пластмассы гомогенной структуры (оргстекло, полистирол и др.). Однако в автомобилестроении и некоторых других отраслях машиностроения объем выпуска штампованных деталей из пластмасс непрерывно возрастает, что позволяет снизить массу и металлоемкость выпускаемой продукции. Характеристики листового проката регламентируются стандартами на технические условия (ТУ), химический состав и сортамент. Листовой прокат выпускается в виде листов, ленты и рулонов. В зависимости от способа производства он подразделяется на горячекатаный и холоднокатаный. Холоднокатаный прокат (толщина которого не превышает 4 мм) по сравнению с горячекатаным имеет меньшую шероховатость поверхности, разнотолщинность и более высокие технологические свойства. Он 6 широко применяется для изготовления холодноштампованных деталей. Из горячекатаного проката методами листовой штамповки изготовляют преимущественно различные неглубокие и плоские детали, В машиностроении основную массу холодноштампованных деталей (в том числе автокузовные детали) изготовляют из тонколистовых углеродистых качественных и низколегированных листовых сталей. Кроме листового проката, указанного в табл. 1, в нашей стране освоен выпуск низколегированных холоднокатаных сталей повышенной прочности. К их числу относятся стали, легированные марганцем (до 1,1 %) и кремнием (до 0,6 %) с микродобавками титана и ванадия. Стали этой группы (08ГСЮТ, 08ГСЮФ, 07ГСЮФ) имеют предел текучести до 300 МПа, временное сопротивление до 410 МПА. Основные виды листовой стали представлены в таблице 1 7 Стали указанных марок выпускаются толщиной 0,7—2,5 мм, поставляются по ТУ 14-1 3764-84 в основном их применяют в автомобилестроении и других отраслях машиностроения. В нашей стране освоен выпуск холоднокатаной двухфазной стали с ферритно-мартенситной структурой (ДФМС), содержащей до 20—25 % твердой фазы мартенсита в пластической ферритной матрице. Повышенной прочности этих сталей добиваются легированием марганца (до 1,6 %) и кремнием (до 0,7 %) в сочетании с термической обработкой в специальных агрегатах непрерывного отжига. У двухфазных сталей низкое отношение предела текучести к временному сопротивлению (σs/σВ = 0,6-0,65), высокий показатель деформационного упрочнения п и нормальной анизотропии R* (п = 0,21- 0,25 и R* = 1,1-1-1,6), широкий диапазон изменения временного сопротивления (σв = 400-г-550 МПа), что свидетельствует о пригодности их для изготовления холодноштампованных деталей сложной формы. Кроме того, при штамповке этих сталей происходит повышение прочности. Так, например, если у исходной двухфазной стали σт = 280 МПа и σв = 550 МПа, то после холодной пластической деформации на 25% значения σ т и σв увеличиваются и достигают значений σт = 280 МПа и σв = 550 МПа. Применение листового проката повышенной прочности и ДФМС позволяет снизить массу ряда машин, в том числе грузовых и легковых автомобилей, в среднем на 10—20 % вследствие уменьшения толщины кузовных облицовочных и других деталей сложной формы. К числу преимуществ низколегированных сталей следует отнести также то, что они мало подвержены деформационному старению, что весьма важно при длительном их хранении на складе или в цехе. Легированные стали (хромистые и хромоникелевые коррозионностойкие) имеют вполне удовлетворительную штампуемость в отожженном состоянии, так как характеризуются высоким относительным удлинением и благоприятным для штамповки отношением σт// σв.Так для стали 12Х18Н9Т это отношение составляет около 40%. 8 Отличительная особенность коррозионно-стойких сталей по сравнению с низкоуглеродистыми — высокое сопротивление деформированию и интенсивное упрочнение в процессе холодной штамповки. Коррозионностойкие стали применяют в турбостроении, химическом машиностроении, из них изготовляют предметы народного потребления (стиральные машины, посуду) и др. Для отдельных отраслей промышленности изготовляют стальной листовой прокат специального назначения. К этому виду относят прокат из низкоуглеродистой отожженной и протравленной (декапированной) стали для производства эмалированной посуды (ГОСТ 24244—80); прокат из тонкой отожженной углеродистой стали: жесть черная (ГОСТ 13345—85) для изготовления цельноштампованной и сборной тары и многие другие. Все более широкое применение находит двухслойный и трехслойный листовой прокат (биметалл) с основным слоем из углеродистой или низколегированной стали и плакирующего слоя из меди, латуни, алюминия, цинка, олова, свинца или коррозионно-стойких сталей и сплавов, никеля и монель-металла, составляющего 10—25 % от общей толщины листа (ГОСТ 10885—85). Двухслойный и трехслойный листовой прокат применяется в автотракторной, электротехнической и радиоэлектронной промышленности и др. К числу трехслойных металлов можно отнести прокат оцинкованный для производства изделий народного потребления и покрытия крыш (ГОСТ 14918—80), прокат освинцованный для изготовления топливных баков (ТУ 14-13526—83), прокат, покрытый тонким слоем олова, — белую жесть горячего электролитического лужения (ГОСТ 13345—85), применяемую в основном для изготовления тары консервного производства, антифон — материал, состоящий из двух склеенных между собой тонких листов, применяемых для облицовки кабин, крышек капотов автомобилей и тракторов и других машин в целях шумоизоляции, металлопласт — 9 стальные листы и трубы, покрытые пластмассой, применяемые как антикоррозионное покрытие и в декоративных целях. В сельскохозяйственном машиностроении применяют трехслойный листовой коррозионно-стойкий прокат, плакированный с двух сторон тонким слоем стали 12Х18Н10 (ТУ 14-1-3048—81) толщиной 0,1—0,15 мм. Коррозионная стойкость трехслойного металла в 4—5 раз выше углеродистой стали СтЗ и атмосферостойкой стали 10ХНДП. При этом срок службы сельскохозяйственных машин увеличивается до 10 лет. Листовой прокат из цветных металлов и сплавов на их основе обладает высокой коррозионной стойкостью, теплопроводностью, малым электрическим сопротивлением (медь, латунь, алюминий), малой плотностью (алюминий и его сплавы, титановые и магниевые сплавы) и высокой удельной прочностью (титан). В связи с этим область их применения чрезвычайно обширна. Листовой прокат из алюминия и алюминиевых сплавов (ГОСТ 21613—82) марок А2, АЗ, АМц, АМг2, АМгцб, Д1, Д16, В95, ВАД23 и др.; меди (ГОСТ 495—77) марок М1, М2, МЗ и др.; латуни (ГОСТ 931—78) марок Л68, Л63, ЛС59-1 и др.; никеля и никелевых сплавов (ГОСТ 19241—80) марок НКО, НМг, НВЗ и др.; магниевых сплавов (ГОСТ 22653—77) марок МА1, МА5, МАЗ и др.; титановых сплавов (ГОСТ 19807—74) марок ВТ1, ВТЗ-1, ВТ6-С, ВТ8, ВТ9, ВТ10, ВТ14, ОТЧ-1 и др. широко применяется в авиационной, приборостроительной, электротехнической, электронной и многих других отраслях промышленности, а также для изготовления товаров народного потребления (посуды, часов, радиоаппаратуры, стиральных машин и пр.). Из дюралюмина и других алюминиевых сплавов изготовляют детали наружных обшивок и каркасов летательных аппаратов, что объясняется относительно небольшой плотностью алюминия (2700 кг/м3) и высокой прочностью его сплавов. Магниевые и титановые сплавы применяются, в основном, в производстве летательных аппаратов. Однако можно ожидать, что в 10 ближайшем будущем, когда стоимость этих сплавов (особенно титановых) снизится, область применения их будет значительно расширена. Сортамент стального листового проката. Размеры листового проката (толщина, ширина, длина) и предельные отклонения этих размеров регламентированы стандартами. Листы из горячекатаной стали (ГОСТ 19903—74) изготовляют толщиной 0,4—12 мм. Листы толщиной до 4 мм имеют ширину 500—1600 мм, длину 710—6000 мм (всего 210 типоразмеров). Ширина стальных листов толщиной до 3,9 мм, поставляемых в рулонах, изменяется 500—1700 мм, при толщине листа до 10 мм— 500—2200 мм. Предельные отклонения по толщине листа нормальной точности составляют: ±0,05…±0,07 мм при толщине листа 0,4— 0,5 мм и +0,2..—0,8 мм при толщине листа 10—12 мм. Листы из холоднокатаной стали (ГОСТ 19904—74) изготовляют толщиной 0,35—5,0 мм. В зависимости от толщины листа они имеют ширину 500—2300 мм и длину 1000—6000 мм (всего ГОСТом предусмотрено 372 типоразмера). Ширина стальных листов, поставляемых в рулонах, составляет 500—2300 мм. Предельные отклонения по толщине листов нормальной точности составляют: ±0,4—±0,5 мм при толщине листа 0,35—0,4 мм и от ±0,20 до ±0,30 мм при толщине листа 4,0—5,0 мм. Кроме листов и рулонов сталь выпускают в виде горячекатаной и холоднокатаной ленты. Лента горячекатаная (ГОСТ 1530—78) имеет толщину 2—8 мм, ширину 100—600 мм, изготовляется из стали 08—60 по ГОСТ 1050—74, 08Ю по ГОСТ 9045—80 и др. Лента холоднокатаная из низкоуглеродистой стали (ГОСТ 503—81) имеет толщину 0,05—4,0 мм, ширину 4—450 мм, изготовляется из стали 08кп, 08пс, 08, Юкп, 10 по ГОСТ 16523—70. Лента холоднокатаная резаная из углеродистой стали для холодной штамповки (ГОСТ 19851—74) имеет толщину 0,5—3,2 мм, ширину 100—200 мм, изготовляется из стали 08кп, 08пс, 08. Лента холоднокатаная из коррозионно-стойкой и жаростойкой стали (ГОСТ 4986—79) имеет 11 толщину 0,05—2,0 мм, ширину 6—410 мм, изготовляется из хромоникелевых легированных сталей 20X13, 30X13 ... 12Х18Н9 и др. (всего 21 марка). Применение стальных листов, поставляемых в рулонах (широкий рулон), и стальной ленты позволяет в массовом и крупносерийном производстве автоматизировать подачу металла в штамп, повысить эффективность использования металла за счет уменьшения концевых отходов и перемычек, получать на раскройных . автоматических линиях требуемые, в конкретных производственных условиях, заготовки и ленты, отличающиеся по своим размерам от предусмотренных стандартом. Многие отечественные промышленные предприятия, особенно автомобильные заводы, используют листовой прокат, ввозимый из капиталистических стран (Японии, Бельгии, ФРГ, Франции и др.). Сталь прокатная широкополосная универсальная (ГОСТ 82—70) изготовляется толщиной 6—60 мм, шириной 200— 1050 мм, длиной 5—12 м. Предельные отклонения по толщине для полос толщиной до 20 мм составляют +0,2 /-0,5 мм, по ширине для полос шириной до 400 мм +2,0/-2,5 мм. Местная ребровая кривизна на 1 м длины полосы не должна превышать 1 мм для класса А, 2 мм для класса Б. 1.2. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ЛИСТОВОЙ СТАЛИ В ПРОЦЕССЕ ОБРАБОТКИ И С ТЕЧЕНИЕМ ВРЕМЕНИ Холодная штамповка вызывает изменение свойств листовой стали. В результате холодной пластической деформации резко увеличивается плотность дефектов кристаллического строения, металл упрочняется, изменяется форма зерен металла и ориентирование кристаллографических осей, возникают остаточные напряжения, появляются полосы скольжения, активизируется процесс старения металла. Не ставя своей целью рассматривать все явления, сопровождающие холодную пластическую деформацию металла, кратко рассмотрим лишь некоторые из них, свойственные для штамповки листовой стали. 12 Деформационное старение. Эффект старения металла заключается в снижении характеристик пластичности (например, относительного удлинения) и повышении характеристик прочности (временное сопротивление, предел текучести, твердость). В результате старения металл становится менее пластичным, хрупким. Склонность к деформационному старению зависит от содержания в стали свободного азота и, отчасти, углерода, в твердом растворе (феррите). В процессе старения атомы азота и углерода диффундируют и скапливаются в деформированных участках кристаллической решетки вокруг дислокаций, что тормозит перемещение дислокаций и затрудняет процесс пластической деформации. Деформационное старение протекает неравномерно, в первую очередь повышается твердость металла в местах с более высокой концентрацией атомов азота и углерода и, главным образом, на плоскостях скольжения, где особенно много дислокаций. Деформационное старение низкоуглеродистых сталей протекает более интенсивно после холодной пластической деформации* причем его интенсивность пропорциональна степени деформации, температуре окружающей среды, времени. На основании этого можно сделать практический вывод о том, что листовую холоднокатаную сталь и штампованные из нее полуфабрикаты не следует слишком длительно хранить на складе или в цехе, особенно при повышенной температуре. В нашей стране выпускают нестареющие стали. Эти стали получают в результате раскисления алюминием или добавки ванадия (сталь 08Ю, 08кп, 08СЮФ и др.). Указанные стабилизаторы стали связывают атомы азота в стойкие нитриды, в результате чего старение после штамповки практически отсутствует. Полосы скольжения. При высоких требованиях, предъявляемых к качеству поверхности штампованных деталей (например, автокузовные детали), важное значение приобретает способность металла сохранять гладкую поверхность в процессе штамповки, без появления на ней полос скольжения, представляющих 13 собой физические следы локальной пластической деформации. Полосы скольжения появляются на поверхности, главным образом, неглубоких деталей, получаемых штамповкой с малой степенью деформации, менее 5— 10 %. Появление полос скольжения связано с неравномерностью механических свойств заготовки, вызванной деформационным старением, в результате чего на ее поверхности в процессе штамповки появляются выступы и впадины в виде полос, получивших название «полос скольжения». Одним из наиболее широко применяемых способов предотвращения возможности появления полос скольжения является небольшое обжатие листовой стали по толщине перед штамповкой в холодном состоянии на специальном стане. Оптимальное значение обжатия стали 08кп, в зависимости от ее толщины, составляет 0,8—1,2 %, а стали 08Ю— 1,0—2 %. Холодная прокатка с малым обжатием носит название дрессировки. После дрессировки для устранения коробоватости применяют правку на специальной правильной машине, имеющей несколько пар правильных валков, центры которых смещены друг относительно друга. В процессе правки лист многократно пластически изгибается, что, так же как и дрессировка, способствует предотвращению возможности появления полос скольжения. В результате холодной правки прочностные характеристики металла повышаются, а характеристики пластичности снижаются, что приводит к ухудшению штампуемости. При очень малых относительных обжатиях, порядка 1,5—2 %, наблюдаются иные явления: прочностные характеристики снижаются (за исключением твердости, которая возрастает), а характеристика пластичности δ — увеличивается. Кроме того, при испытании металла на растяжение после дрессировки и записи диаграммы растяжения площадки текучести не наблюдается, т. е. исчезает характерный признак возможности появления полос скольжения. В результате малых обжатий стального листа в холодном состоянии дислокации отрываются от атомов азота и углерода, а также происходит образование новых дислокаций. Это снижает сопротивление 14 деформированию кристаллитов по плоскостям скольжения, приводит к более равномерному распределению напряжений по толщине листа, в результате чего течение металла начинается при меньших усилиях, чем это наблюдалось до дрессировки. Действие дрессировки непродолжительно, поэтому дрессировка и правка должны выполняться непосредственно перед штамповкой. Дрессировочные станы устанавливают в поточной линии в самом начале цепочки прессового оборудования. Необходимость выполнения штамповки сразу же после дрессировки вызвана деформационным старением металла, которое происходит более интенсивно после дрессировки, в результате чего пропадает не только ее эффект, но и происходит ухудшение первоначальной (до дрессировки) штампуемости стали. Коррозионное растрескивание. В процессе холодной пластической деформации происходит упрочнение металла, которое, в числе других явлений, приводит к снижению сопротивления металла коррозии. Примером может служить гвоздь, помещенный во влажную среду, у которого вначале покрываются ржавчиной пластически деформированные головка и острие, а потом уже стержень. Наряду с этим, в связи с неодинаковыми условиями формоизменения смежных участков деформируемой заготовки, в ней, после снятия нагрузки, возникают остаточные микро-напряжения первого рода, которые при наличии ослабленных межкристаллитной коррозией граничных связей зерен могут вызвать хрупкое самопроизвольное растрескивание металлических изделий (полуфабрикатов). Коррозионное растрескивание латунных деталей, содержащих более 20 % цинка, полученных вытяжкой в холодном состоянии с высокой степенью деформации (например, патронные и снарядные гильзы), наблюдается наиболее часто весной и осенью, когда повышено содержание стимуляторов межкристаллитной коррозии — влаги и паров аммиака в воздухе. Указанное явление называют «сезонное растрескивание» или «сезонная болезнь». Поэтому 15 хранение полуфабрикатов до окончательной термической обработки после штамповки весной и осенью должно быть по возможности кратковременным. Эффективный уменьшение метод борьбы растягивающих с коррозионным напряжений растрескиванием путем нагрева — латунных штампованных деталей (например, гильз), до температуры 300—500 °С с последующим медленным охлаждением. 1.3. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ По своей структуре, физическим и механическим свойствам неметаллические материалы весьма существенно отличаются от металлов и их сплавов. Большинство неметаллических материалов имеют слоистую или волокнистую структуру и обладают меньшими, чем у металлов, плотностью, твердостью и более низкими характеристиками прочности. Однако их удельные прочностные характеристики (отнесенные к плотности) не ниже, а иногда и выше, чем у металлов. Например, удельная прочность текстолита — 8, а углеродистой качественной стали марки 10 кп — только 4—5. В настоящее время выпускается свыше 100 марок слоистых и волокнистых пластмасс электроизоляционных с и различным других сочетанием свойств, механических, регламентированных соответствующими стандартами. Неметаллические листовые материалы, обрабатываемые штамповкой, можно разделить на следующие основные группы: 1.Пластические массы, слоистые и волокнистые пластики термопластики гомогенной (однородной ) структуры; 2.Материалы на основе бумаги и резины; 3.. Материалы минерального происхождения; 4. Комбинированные материалы сложной композиции (металл—пластмасса, металл—асбест—резина и др.). Материалы первой группы слоистой и волокнистой структуры представляют собой композицию из искусственных смол и наполнителей органического или минерального происхождения. Слоистые и волокнистые 16 пластмассы изготовляют прессованием волокнистых материалов, пропитанных связующими веществами — смолами. К слоистым листовым пластикам относят гетинакс, текстолит, стеклотекстолиты, асботекстолиты и др. К листовым материалам однородной или гомогенной структуры (термопластики) относят: органическое стекло различного назначения, полистирол, винипласт, винипроз, целлулоид и др. К материалам второй группы относят резину, картон, эбонит и фибру. К этой же группе материалов можно отнести натуральную и искусственную кожу, войлок, фетр, лакоткани и др. К материалам третьей группы относят асбест, слюду и материалы на их основе: параниты, миканиты и др. К материалам четвертой группы относят многочисленные комбинированные изоляционные материалы: различного рода фольгированные слоистые пластики, служащие для изготовления печатных плат, ретинаксы, асбостальные листы, стеклотекстолит, армированный металлической проволочной сеткой, различного рода листовые металлы, покрытые слоем полихлорвиниловой смолы (металлопласты), и многие др. Кроме того, к материалам четвертой группы относят и композиционные материалы (композиты), применяемые для изготовления ряда деталей машин и транспортных средств, автокузовные детали, детали самолетов, планеров и др. Это весьма перспективные материалы, состоящие из полимеров, армированных высокопрочным углеродным волокном (например, карбидом кремния) в виде тонких нитей. Приготовляют композит и одновременно формируют деталь необходимой конфигурации. Его относительная жесткость в 5—9 раз больше, чем у низкоуглеродистой стали при весьма высокой коррозионной стойкости. 1.4 ОЦЕНКА ШТАМПУЕМОСТИ ЛИСТОВОГО ПРОКАТА Для изготовления различных деталей требуется металл с высокими пластическими свойствами. Основной показатель пригодности металла, 17 предназначенного для изготовления холодноштампованных деталей, - его технологическая деформируемость, характеризующая способность металла изменять свою форму при обработке давлением без нарушения сплошности. Технологическая деформируемость включает понятия «штампуемость» и «допустимое формоизменение». Штампуемость — сравнительная обобщенная характеристика, отражающая возможность пластической обработки металла до требуемой степени деформации. Штампуемость зависит от качества и физического состояния металла, а именно: химического состава, характеристик прочности, пластичности, анизотропии, размеров зерна и структурного состояния, объема неметаллических включений, склонности металла к деформационному старению, микрогеометрии поверхности листового проката, наличия внешних и внутренних дефектов и пр. Допустимое формоизменение зависит не только от штампуемости, но и от условий штамповки, относительных размеров и формы детали, ее технологичности, содержания технологического процесса, сил контактного трения, конструкции штампов и их технического состояния, зазоров между рабочим инструментом, применяемого оборудования и пр. Допустимое формоизменение зависит также от вида напряженно-деформированного состояния зоны пластической деформации штампуемой детали. Чем больше сжимающие напряжения в зоне деформации, тем больше предельно возможное формоизменение металла. Технологическая деформируемость — понятие собирательное, определяемое системой: металл—конструкция детали—технология штамповки— штампы—оборудование. При хорошей технологической деформируемости производственный процесс протекает стабильно, отсутствует брак, качество деталей высокое. Существующие методы оценки штампуемости металла подразделяются на физико-химические, механические и технологические испытания (пробы), статистические и экспериментально-расчетные. Все перечисленные методы служат, в основном, для установления соответствия качества металла 18 требованиям стандартов по химическому составу, механическим свойствам, его структуре и пр. Оценке штампуемости металлопроката предшествует наружный осмотр и контроль его размеров в соответствии с требованиями стандартов. Для проверки качества проката от партии отбирают два листа или один рулон. Листовой прокат должен быть обрезан со всех сторон, для рулонного проката допускается катаная кромка. На обрезных кромках не должно быть расслоений и торцовых трещин. Дефекты глубиной, превышающей половину предельного отклонения по ширине листа, недопустимы. Прокат в рулонах не должен иметь кромок, изогнутых под углом 90° и более, а также скрученных и смятых концов. Длина конца рулона неполной ширины не должна превышать ширины рулона. Поверхность проката должна быть без плен, пузырей-вздутий, вкатанных металлических частиц, раскатанных загрязнений и надрывов. Расслоение металла недопустимо. Листы и рулоны должны быть смазаны тонким слоем нейтрального смазочного вещества. Номинальные размеры и предельные отклонения по длине, ширине и толщине проката должны удовлетворять требованиям ГОСТ 19903—74 и ГОСТ 19904—74. 1.4.1 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Физико-химические испытания металла включают химический анализ и металлографические исследования. С помощью химического анализа устанавливают соответствие химического состава металла требованиям стандартов. Кроме того, химический анализ в сочетании с данными других видов испытаний помогает выяснить причины брака при штамповке. Допустимая массовая доля основных химических элементов и их влияние на штампуемость листовой стали указаны в табл. 2. С помощью металлографических исследований определяют размер зерна феррита, объем неметаллических включений и структурное состояние металла. Оптимальный размер зерна зависит от формы штампуемой детали, толщины заготовки, степени деформации и ряда других факторов. При чрезмерно 19 большом зерне штампуемость металла снижается. Коме того, крупное зерно вызывает после штамповки появление шероховатой поверхности (апельсиновой корки) на деформированных участках детали, которая портит внешний вид. Увеличенное зерно приводит к разрывам детали при глубокой вытяжке. С уменьшением размеров зерен по сравнению с оптимальными возрастает сопротивление деформированию, увеличиваются упругие деформации, деталей существенно влияющие на точность размеров штампованных, повышается износ рабочих поверхностей пуансонов и матриц. 2. Допускаемая массовая доля основных химических элементов листовых углеродистых качественных сталей 08—20, их влияние на штампуемость (по ГОСТ 1050—74) приведена в таблице 2 Основные химические элементы листовых углеродистых качественных сталей 08 – 20 Таблица 2 Для относительной оценки размеров зерен существует специальная методика, регламентированная ГОСТ 5639—82, согласно которой размеры зерен определяются под микроскопом при увеличении в 100 раз. Зерна, видимые под микроскопом, сравнивают с эталонными изображениями, имеющимися в стандарте. Размеры зерен определяют по баллам. 20 Крупнозернистая структура стали соответствует 1—3 баллам, мелкозернистая 8—10 баллам. Если в структуре металла явно преобладают два основных размера зерен, то их обозначают двумя номерами, например № 3—8. Большое влияние на штампуемость металла оказывает неравномерность размеров зерен (так называемая разнозернистость). Допустимая степень деформации при вытяжке деталей из металла с неравномерным зерном снижается. Это происходит вследствие того, что в крупных зернах металла торможение движения дислокаций и упрочнение за счет влияния границ незначительно, поэтому возможна большая степень деформации, в то время как мелкие зерна деформируются значительно меньше. В результате неравномерной деформации зерен металла при штамповке могут появляться трещины и разрывы. В связи с этим применение листовой стали со смешанным (пестрым) зерном для выполнения формоизменяющих операций листовой штамповки нецелесообразно. В сталях, предназначенных для холодной штамповки, неравномерность размеров зерен допускается в пределах двух-трех смежных номеров зерен феррита (ГОСТ 16523—70). При штамповке деталей сложной формы зерно феррита должно соответствовать № 6—9, при холодной штамповке объемных деталей — № 6—8. Неметаллические включения образуются вследствие проникновения в металл серы из топлива и руды (FeS и МпS), избытка кислорода в металле в виде FеО и А12О3 и взаимодействия оксида кремния SiO2 и оксида железа (II) — FеО. Неметаллические включения располагаются по границам зерен металла и этим существенно снижают его штампуемость, в связи с чем массовая доля неметаллических включений регламентирована ГОСТ 16523—70, а методы их определения ГОСТ 1778—70. Чем меньше массовая доля неметаллических включений, тем штампуемость металла выше. 21 Структурное состояние. Штампуемость листового металла существенно зависит не только от содержания углерода, но и от его структурного состояния, включений цементита и строения перлита. Основное влияние на штампуемость стали оказывает цементит (Fе3С). Включения структурно-свободного цементита вызывают разрывы листовой стали при холодной штамповке. Частицы чрезвычайно твердого и хрупкого цементита, разламываясь на более мелкие, образуют трещины, распространяющиеся далее в феррите. В сталях марок 08кп и 10кп присутствие цементита в виде крупных включений по границам зерен феррита оказывает отрицательное влияние и может привести к браку по разрывам. Мелкие включения цементита, входящие в состав перлита, значительно снижают отрицательное его влияние. Содержание включений структурно-свободного цементита в стали оценивают шестибалльной (0—5) шкалой согласно ГОСТ 5640—68 в зависимости от числа, протяженности, формы и расположения его частиц. Допустимое содержание структурно-свободного цементита в сталях для холодной штамповки зависит от марки стали и категории сложности штампуемых деталей. Например, при штамповке автокузовных деталей, сложной формы из листовой стали 08Ю категории ОСВ содержание структурно-свободного цементита должно быть не выше, чем 2-го балла. При изготовлении деталей из листовой стали хорошая штампуемость наблюдается, если металл имеет структуру мелкозернистого феррита и феррита с перлитом, располагающегося в стыках зерен. При изготовлении деталей из сортового проката хорошей штампуемостью характеризуются стали, имеющие структуру зернистого перлита (или сфероидального цементита). Для сталей с содержанием углерода более 0,25 % оптимальной структурой считается сорбитообразный перлит. Существенное влияние на штампуемость металла оказывает полосчатость микроструктуры, которая характеризуется определенной ориентировкой вытянутых в результате пластической деформации зерен 22 феррита. Полосчатость ферритоперлитной структуры оценивается по шестибалльной шкале (0—5) по ГОСТ 5640—68, построенной по принципу возрастания числа ферритных полос с учетом степени их сплошности и вытянутости зерен (х 100). При изготовлении штампованных деталей сложной формы необходимо использовать листовую сталь, полосчатость которой не превышает 3-го балла. Если полосчатость оценивается более высоким баллом (4, 5), это указывает на упрочнение и анизотропию свойств стали, возникающих вследствие предшествующей холодной пластической деформации (например, холодной прокатки). Для устранения полосчатости высокого балла применяют рекри-сталлизационный отжиг. 1.4.2 МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ Испытания на растяжение. Методика проведения испытаний на растяжение черных и цветных металлов — листов и лент толщиной до 3 мм регламентирована ГОСТ 11701—84, толщиной свыше 3 мм — ГОСТ 1497— 84, сортового проката — ГОСТ 1467—77. При испытаниях на растяжение устанавливают соответствие характеристик механических свойств металла требованиям стандартов на технические условия поставки. Наличие площадки текучести на диаграмме растяжения указывает на склонность металла к старению и образованию полос скольжения. Для оценки штампуемости листового металла, применяемого для штамповки сложных по форме и глубоких деталей, кроме характеристик механических свойств, предусмотренных техническими условиями (σв, σт, δ и пр.), по ГОСТ 11701—84 допускается определение коэффициента нормальной пластической анизотропии R*, показателя деформационного упрочнения п, относительного равномерного удлинения δ р [1]. 23 Под анизотропией понимают различие механических свойств листового металла в различных направлениях прокатки, которое имеет текстурную и кристаллографическую природу. Коэффициент нормальной анизотропии R* определяют по результатам испытаний на растяжение. Он представляет собой отношение логарифмической деформации по ширине εВ к деформации по толщине образца ε3 на участке равномерной деформации (δр = 15—20%) в выбранном направлении прокатки: При равенстве деформаций по ширине и толщине R* = 1 металл изотропен. Различают нормальную анизотропию, при которой коэффициент анизотропии практически одинаков в различных направлениях относительно направления прокатки листа, но отличен от единицы, и плоскостную анизотропию, при которой коэффициент анизотропии изменяется в плоскости листа в различных направлениях прокатки. Для оценки εв анизотропии используют коэффициент Пуассона для пластической области или коэффициента поперечной деформации r*, представляющей собой отношение логарифмической деформации сжатия по ширине образца εв к деформации растяжения εl в направлении приложенной силы: r* = — εв / εl. Связь между R* и r* установлена в результате использования условия несжимаемости Коэффициент нормальной анизотропии R* для большинства металлов R* = 0,2 - 2,7, значения коэффициента плоскостной анизотропии r* = 0,167…0.73 (при R= 1 , r * = 0,5). Изменение коэффициента нормальной анизотропии R* в различных направлениях относительно направления прокатки листа показано на рис. 2 24 Рис 2 Кривая изменения коэффициента анизотропии в различных направлениях При оценке влияния анизотропии на штампуемость металла часто пользуются средним коэффициентом анизотропии R*, определяемым из значений коэффициентов анизотропии, полученных при испытании образцов на растяжение, вырезанных из листа, в различных направлениях — вдоль прокатки, поперек и под углами 45 и 135°, например: Показатель деформационного упрочнения п определяют по результатам испытаний на растяжение и равен: Учитывая, что Он численно равен тангенсу угла наклона кривой упрочнения, аппроксимированной прямой линией в логарифмических координатах, его физический смысл — логарифмическая степень деформации при растяжении в 25 момент потери устойчивости. Методика определения и R* п регламентирована ГОСТ 11701—84. Штампуемость металла зависит от R* и п. Если в зоне пластической деформации возникает деформированное состояние, характеризуемое сжаторастянутой схемой (например, при вытяжке ), штампуемость металла больше зависит от R*. При R* > 1 листовой металл хорошо сопротивляется уточнению в опасной зоне и это позволяет вести вытяжку с высокой степенью деформации. Вместе с тем с увеличением R* нарушается осевая симметрия деформирования, возникает окружная разнотолщинность стенок вытягиваемой детали и волнистость ее кромки, что вызывает необходимость увеличения припуска на обрезку неровного края и, следовательно, увеличивает расход металла. Если в зоне пластической деформации превалируют деформации одноосного или двухосного растяжения (например, при формовке), штампуемость металла больше зависит от п, так как интенсивность деформационного упрочнения металла может превалировать над интенсивностью его утонения. Хорошая штампуемость листовой стали наблюдается при R*>1.2…1.7 и n>0.2. На штампуемость листового проката влияет прочность, характеризуемая значением предела прочности на растяжение и пластичность, характеризуемая величиной относительного удлинения. Чем выше σв, тем больше усилие деформирования и выше контактные напряжения. В связи с этим может происходить выдавливание смазочного материала, возможно схватывание (налипание) металла, задиры. При этом стойкость штампов уменьшается. Указанные явления наблюдаются при вытяжке деталей из листового проката, имеющего σв > 500 МПа. При гибке (пружинение) существенно на значение влияет упругих отношение σТ/Е, деформаций чем меньше это отношение, тем упругие деформации меньше. При неизменном модуле упругости Е упругие деформации уменьшаются с уменьшением σт. 26 Изменение механических свойств металла при пластической деформации отражают диаграммы истинных напряжений (кривые упрочнения) и диаграммы пластичности. Параметры кривых упрочнения — критерии оценки штампуемости металла. Для определения этих параметров используют различные аппроксимации диаграмм истинных напряжений, предложенные рядом исследователей. Формулы для определения интенсивности напряжений и деформаций при линейном растяжении с учетом нормальной анизотропии металла имеют вид: где σ1, ε1 — напряжение и логарифмическая степень деформации при линейном растяжении. Диаграммы пластичности отражают критические деформации при различных схемах напряженного состояния. Их строят в координатах: критическая степень деформации сдвига λр — показатель напряженного состояния К, равный отношению среднего гидростатического напряжения σ0 к интенсивности касательных напряжений Т, (К = σ0/Т). Диаграммы пластичности в осях «λр —К» используют преимущественно при расчете критических деформаций, возникающих при холодной объемной штамповке. Диаграммы пластичности, построенные в компонентах главных критических деформаций ε1 - ε2 (их называют диаграммами предельных деформаций или диаграммами предельной штампуемости), более широко используют при определении критических деформаций, возникающих при холодной листовой штамповке. Испытания на твердость служат для ориентировочной оценки степени упрочнения металла, они основаны на предположении, что между твердостью деформированного металла и интенсивностью напряжений и деформаций существует однозначная зависимость. Это предположение было подтверждено исследованиями П. Бриджмена, Я- Б. Фридмана, Г. А. 27 Смирнова-Аляева, Г. Д- Деля, В. А. Огородникова и др. По результатам испытаний на одноосное растяжение, сжатие, растяжение с кручением и пр. строят тарировочные диаграммы в осях: σ — НV — ε (НV — число твердости по Виккерсу). Располагая результатами измерений твердости в различных точках пластически деформированной детали и используя тарировочные диаграммы, можно определить интенсивность напряжений и деформаций в зоне измерений твердости и, таким образом, установить поле напряжений и деформаций. Испытания на твердость относятся к неразрушающим методам контроля, в этом их преимущество по сравнению с другими методами — разрушающими. 1.4.3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ Технологические испытания (пробы) применяются для определения предельной степени деформации металла в условиях, моделирующих различные операции холодной штамповки: вырубку, гибку, вытяжку, раздачу, формовку, осадку и др. Если показатели технологических испытаний регламентированы стандартами (например, глубина лунки в момент потери устойчивости), то с помощью технологических проб устанавливают соответствие этих показателей требованиям стандарта. Почти все виды технологических испытаний проводятся до момента локализации или появления трещин или разрыва, после чего фиксируется критическая степень деформации — критерий штампуемости металла. Испытания на вырубку-пробивку. Их проводят с целью определения условного напряжения максимального усилия среза, представляющего вырубки-пробивки к собой площади отношение поверхности разделения (σор = Pmax/Fо)- Кроме того, определяют глубину внедрения пуансона в металл к моменту появления скалывающей трещины в зоне разрушения (высоту блестящего пояска h). Испытания выполняют в специальном штампе для вырубки круга диаметром ~32 мм, оснащенном силоизмерительным устройством, при оптимальном зазоре между пуансоном 28 и матрицей. Чем больше высота Н, тем металл более пластичен, чем больше прочность металла, тем оср больше, а стойкость инструмента ниже. Испытание на перегиб и изгиб. Металл в виде листа или ленты испытывают на перегиб (ГОСТ 13813—68). Для этого полоску металла определенной ширины закрепляют в специальном приспособлении и проводят многократный двойной перегиб на 180° до момента разрушения. Число двойных перегибов до появления трещины является характеристикой этого вида испытаний. Листовой металл также испытывают на изгиб до определенного угла вплотную или до соприкосновения сторон образца, т. е. до параллельности его сторон. Вид изгиба зависит от качества металла и его толщины. Если после испытания на изгиб на образце не обнаружено трещин, считается, что образец испытание выдержал (ГОСТ 14019—80). Испытание на глубину формовки лунки. Оно было предложено шведским инженером А. Эриксеном. Этот вид технологических испытаний пока еще наиболее распространен при оценке штампуемости листового проката толщиной от 0,2 до 2,0 мм. Испытание заключается в формовке сферическим пуансоном лунки в образце, прочно зажатом между матрицей и прижимным кольцом (рис. 2.2). Рис 2 Схема испытаний по Эриксону 29 Испытание по Эриксену проводится на машине-приборе мод. МТЛ-10Г, 2068 МТВ-10, регистрирующей усилие формовки лунки и усилие прижима заготовки. Условия его проведения регламентированы ГОСТ 10510—80, в соответствии с которым усилие прижима составляет 10 кН, заготовка в виде полосы должна иметь ширину 90 мм, диаметр пуансона 10 и 20 мм. Деформация металла происходит из-за уменьшения толщины заготовки, мерой испытания, в процессе которого в очаге деформации возникает двухосное растяжение (рис. 2.2), является глубина лунки 1Е в миллиметрах в момент уменьшения (спада) деформирующего усилия. Испытания по Эриксену наиболее эффективны в тех случаях, когда металл предназначен для получения сложных пространственных выпуклых деталей сферической и параболической формы (типа отражателей автомобильных фар), при вытяжке которых в очаге деформации возникает двухосное растяжение, при других формоизменяющих операциях способ малоэффективен. Характер разрушения и качество поверхности лунки позволяет судить о штампуемости металла: разрыв лунки по дуге окружности указывает на изотропность металла, прямолинейный разрыв свидетельствует об анизотропии металла, полосчатости структуры или о наличии дефектов прокатки. Чистая гладкая поверхность лунки характеризует мелкозернистую структуру, шероховатая — свидетельствует о крупнозернистой структуре металла. Испытание на глубину формовки лунки проводят с целью установления категории листовой стали по ГОСТ 9045—80 (Г — глубокая; ВГ — весьма глубокая; СВ — сложная вытяжка; ОСВ— особо сложная вытяжка; ВОСВ — весьма особо сложная вытяжка). Чем больше высота лунки, тем выше категория стали. У листовой стали 08 и 10 в зависимости от ее толщины и категории глубина лунки 1Е должна быть не менее 9—12 мм. Нами рассмотрены испытания на штампуемость листового проката, только предусмотренные стандартами. В нашей стране и ряде зарубежных стран применяют многие другие технологические пробы для той же цели, к числу 30 которых относится испытание на вытяжку цилиндрического колпачка по Свифту (Англия), на вытяжку цилиндрического колпачка с последующим отрывом дна по Энгельгардту (ГДР), на вытяжку конического колпачка по Фукуи (Япония) и многие др. Наиболее полный обзор различных видов технологических испытаний (проб) приведен в работе [1]. Ведутся исследования по определению критериев оценки штампуемости металла на основе теории пластичности, а также по результатам статистического анализа экспериментальных данных. Одно из наиболее перспективных направлений этих исследований — определение ресурса пластичности на базе теории пластического течения металла в сочетании с результатами измерения ячеек деформированной сетки, предварительно нанесенной на заготовку. Это направление создано и развивается трудами А. Д. Томленова, В. Л. Колмогорова, И. П. Рене, С. П. Келера и Г. М. Гудвина (США), Марчиняком (ПНР) и др. Для оценки штампуемости листовых сталей используют теории разрушения от потери устойчивости в виде локального утонения или появления складок. В качестве характеристики локального деформирования А. Д. Томленов предложил коэффициент запаса пластичности: Где ε,εi (Кр) — накопленная и критическая интенсивность деформации. Накопленные деформации определяют по результатам измерения делительных сеток, предварительно нанесенных на заготовку, критические деформации рассчитывают: при плоском напряженном состоянии одного знака при разноименном плоском напряженном состоянии 31 где т =σ2/σ1 = (2ε2 + ε1)/(2ε1 + ε2) < 1 — показатель напряженно- деформированного состояния, определяемый без учета анизотропии. Чем ближе ή к единице, тем больше вероятность потери устойчивости или разрушения детали после локализации в процессе штамповки и, следовательно, штампуемость металла хуже. В нашей стране и за рубежом для оценки штампуемости используют диаграммы предельных деформаций, устанавливающие связь между компонентами главных деформаций Б! и е2 в момент потери устойчивости от разрушения. Такого рода диаграммы (рис. 2.3) были предложены в 60-х годах С. П. Келером и Г. М. Гуд-виным (США), с их помощью устанавливают границы предельных деформаций, действующих в плоскости листа. Зона критических деформаций разделяет диаграмму на две области, ниже этой зоны находится область безопасных условий штамповки и выше — область разрушения. По оси ординат диаграммы отложена наибольшая главная деформация в плоскости заготовки е^ а по оси абсцисс — наименьшая главная деформация е2. Зона положительных значений е2 соответствует двухосному растяжению, при е2 = 0 наблюдается плоское деформированное состояние, в зоне отрицательных значений е2-—сжатие с растяжением [27]. Рис 3 Диаграмма предельных деформаций 32 Диаграммы предельных деформаций строят экспериментально для каждой марки и толщины металла по различным методикам [1]. Испытания по схемам 1 и 7 (табл. 3) предназначены для построения левой части диаграммы, по схеме 6 — правой, испытания по остальным схемам служат для построения как левой, так и правой части диаграммы. Образцы с предварительно нанесенной сеткой в виде окружностей диаметром 2—4 мм подвергаются растяжению на испытательной машине или в штампе-приборе, на котором проводят также формовку и вытяжку до момента разрушения или потери устойчивости. Для уменьшения контактного трения при формовке между пуансоном и образцом-заготовкой устанавливают тонкие полиуретановые прокладки. Сравнивая поле накопленных в компонентах деформаций с критическими, определяют запас пластичности в каждом сечении детали. Форма и размеры образцов и схемы их испытаний для построения диаграмм предельных деформаций представлены в [ ] 2. РЕЗКА ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА 2.1 РЕЗКА НА НОЖНИЦАХ Резку листового материала ножницами производят для изготовления полос и заготовок, поступающих в дальнейшем на штамповку, и для получения заготовок, максимально соответствующих по форме и размерам готовой детали и поступающих прямо на сборку или обработку резанием. В первом случае резка сводится к получению полос с одним заданным размером (по ширине). Во втором случае, т. е. при резке штучных заготовок, число переходов зависит от формы заготовок и колеблется обычно от двух до четырех. Для резки листов или лент используют приводные параллельные, гильотинные и дисковые ножницы. Приводные ножницы с параллельно расположенными ножами и наклонно расположенным ножом (гильотинные) 33 применяют в основном для резки полос или заготовок с прямолинейными и открытыми сторонами, ширина которых более толщины ножа. Схемы настройки (расположения) переднего, заднего, боковых упоров и упоров-угольников для резки полос и простейших по форме заготовок с контурами, образованными ломаными линиями, показаны на рис. 2 . По переднему 1 и заднему 2 упорам (рис. 2, а, б) режут полосы (или заготовки) с параллельными сторонами, по боковому 3 и переднему или заднему упорам (рис. 2, в, г) — штучные заготовки с углом 90° между обрезаемыми сторонами; по заднему и боковым упорам 3, упорам-угольникам 4 и добавочным упорам 5 (рис. 2, д, е)— разнообразные штучные заготовки, контур которых очерчен прямыми, наклоненными относительно друг друга под разнообразными углами. При резке заготовок небольших габаритных размеров сложной формы в качестве установочных устройств используют трафареты, закрепляемые в пазах стола ножниц. Резку полос (или заготовок) выполняют по заднему упору, если ширина полосы (заготовки) не превышает следующих значений: Таблица 3 Толщина материала, мм До 0.5 0.6 – 1.0 1.1 – 1.5 1.6 – 2.0 Ширина полосы или заготовки, мм До 200 До 350 До 400 До 600 На рис. 2 отрезаемая часть материала (отход, полоса, заготовка) заштрихована. Более широкие полосы или штучные заготовки (детали) режут по переднему упору (линейке), установленному на столе ножниц. При резке по заднему упору надлежит пользоваться специальными устройствами, исключающими провисание отрезаемой части листа (заготовки). Кроме обычной резки на этих ножницах при использовании угловой подставки можно резать полосы и заготовки под углом со скошенной кромкой (фаской) под сварку. Угол фаски не должен превышать 25—30°. 34 Ножницы с параллельным расположением прямолинейных режущих кромок ножей применяют редко, главным образом для резки тонкого материала, во всех остальных случаях используются гильотинные ножницы Линия реза Рис. 2. Настройка упоров при резке на гильотинных ножницах Характеристиками гильотинных ножниц являются число ходов в минуту, наибольшая ширина разрезаемого листа (длина реза), вылет и наибольшая толщина разрезаемого материала при заданном пределе прочности σв или сопротивлении срезу σср при угле створа φ. Если необходимо резать материал, механические свойства которого отличаются от свойств материала, записанного в паспорте гильотинных ножниц, то максимально допустимую толщину материала sг, которую можно резать, не опасаясь перегрузки гильотинных ножниц, определяют по формуле: S1 = S ( σв/σср) 0.5 где σв и σср — предел прочности и сопротивление срезу материала, подлежащего резке, в кГ/мм'; S— параметры материала, аналогичные указанным в паспорте ножниц. S1 – толщина материала подлежащего резки. Приведенные формулы справедливы только при условии постоянного угла створа ножей φ для обоих случаев резки. Дисковые ножницы с прямо поставленными ножами для резки листов на полосы и продольной резки ленточного материала изготовляют с одной 35 парой ножей (парнодисковые) и с несколькими парами ножей (многодисковые). Количество одновременно устанавливаемых пар ножей зависит от того, на какое число полос (лент) разрезается лист или рулон, а также от мощности привода ножниц. Число пар ножей берется на одну больше числа отрезаемых полос. Характеристиками дисковых ножниц являются наибольшая толщина разрезаемого материала при заданном пределе прочности σВ последнего и наибольшее число пар дисковых ножей, участвующих одновременно в резке. Выше указывалось, что однопарные дисковые и особенно многодисковые ножницы находят применение при резке ленточного материала в продольном направлении. Такая резка позволяет получать из рулона стандартных размеров ленты требуемой ширины, что способствует более широкому применению ленточного материала и его рациональному использованию. Общая суммарная ширина отрезаемых полос (лент) должна быть на 2—4 мм меньше ширины разрезаемого листа или рулона, чтобы крайние ножи срезали часть материала, устраняя неровности на кромках и повышая точность резки. Резка ленточного материала в продольном направлении требует специальных ножниц. Схема таких ножниц показана на рис. 3 . Рис 5 Схема дисковых ножниц для резки ленточного материала 36 Ножницы состоят из четырех механизмов: разматывания, резки, снятия заусенцев и наматывания. Механизм разматывания образуют два вращающихся грибковых центра, один из которых передвижной, позволяющий заменять бухты. Лента с бухты / поступает в механизм резки, 'где ее режут ножи 2 (два сопряженных набора дисков). Диски сидят на валах 3, легко вынимаемых из опор, что необходимо для переточки ножей и для настройки на другую ширину полос. Между режущими дисками (ножами) посажены стальные кольца, способствующие лучшему затягиванию ленты в зону резания. Кольца свободно перекатываются в пазу между дисковыми ножами. Для установки оптимального перекрытия между дисковыми ножами предусмотрена регулировка одного из ножевых валов 3 винтом 4. После резки на кромках лент остаются заусенцы, которые снимаются мелкозубыми фрезами 5 методом попутного фрезерования. Такой метод позволяет помимо снятия заусенцев создавать необходимое усилие натяжения ленты на участке от ножей до фрез. Фрезы получают привод от отдельного электродвигателя и редуктора (на схеме отсутствуют). Разрезаемая лента к фрезам прижимается роликами 6, находящимися под действием грузов 7. После зачистки заусенцев разрезанные ленты поступают в механизм наматывания лент 8. Этот механизм обеспечивает требуемое натяжение ленты для плотного наматывания, автоматическое изменение числа оборотов кассеты, так как диаметр наматываемого рулона изменяется. Такие ножницы высокопроизводительны и обеспечивают хорошее качество резки лент. Для резки лент малой ширины толщиной до 0,5 мм можно использовать обычный токарный арматурный станок, снабженный специальным приспособлением [28]. 37 Резка листового материала. Процесс резки листовых материалов на гильотинных ножницах состоит из трех последовательных стадий: упругой, пластической и разрушения (скалывания). В стадии упругих деформаций напряжения в разрезаемом материале не превышают предела упругости; в стадии пластической деформации напряжения в разрезаемом материале, вызванные давлением ножей, больше предела текучести, но меньше сопротивления материала срезу, и, наконец, в стадии разрушения напряжения в материале соответствуют сопротивлению срезу. Начало стадии разрушения, т. е. отделения одной части разрезаемого материала от другой, соответствует погружению верхнего подвижного ножа на 0,2—0,5 толщины разрезаемого материала. Поверхность среза отрезанной заготовки имеет следующие зоны, дающие представление о последовательности процесса отрезки. Глубина смятия зависит от свойств разрезаемого материала и состояния режущих кромок ножей. Зона // поверхности среза, имеющая вид узкой блестящей полоски, соответствует стадии пластической деформации. Зоны / и IV — зоны смятия поверхности разрезаемого материала верхним и нижним ножами. Глубина смятия зависит от свойств разрезаемого материала и состояния режущих кромок ножей. Зона ///, имеющая матовый (шероховатый) вид, соответствует полному разрушению (отделению одной части от другой) разрезаемого материала. Зоны /, // и IV поверхности среза соответствуют стадии пластических деформаций, а зона /// — поверхности среза стадии разрушения. Чем выше твердость разрезаемого материала, тем при меньшем углублении подвижного ножа в материал заканчивается процесс резки, а следовательно, более узкой будет блестящая полоска и более широкой матовая, и наоборот. 38 В зоне, примыкающей непосредственно к плоскости реза заготовки, материал претерпевает структурные изменения в результате упрочнения, получаемого в процессе резки. Глубина слоя с измененной структурой зависит от толщины разрезаемого материала, его механических свойств, состояния режущих кромок ножей (степени их остроты) и зазора между ними в плоскости, перпендикулярной к движению. В результате структурных изменений и упрочнения изменяются механические и физические свойства материала. В зоне резки материал становится более хрупким, повышается его твердость; при испытании на изгиб учащаются случаи образования трещин, а магнитная проницаемость (трансформаторной стали) резко падает. Дефектный слой устраняют обработкой резанием или чаще термической обработкой (отжигом). Резку металлов, за исключением магния и титана ВТ6 толщиной более 1,5 мм, как правило, производят в холодном состоянии. Неметаллические материалы типа гетинакса, текстолита, органического стекла и т. д. перед резкой необходимо нагревать. Органическое стекло можно также разрезать проволокой или тонкой стальной лентой, нагретой до 300—400° С. При этом величина подачи может доходить до 0,5 м/мин. Неметаллические материалы нагревают в печах инфракрасного облучения. Материалы типа резины перед резкой следует смачивать, а фибру и картон увлажнять (влажность должна составлять 10—40%). При подборе ножниц потребное усилие Р в кГ и работа для резки вычисляются по следующим формулам для ножниц с параллельно расположенными ножами P LSb A PS 1000 для гильотинных ножниц 2 B P 0.5 S 1000 A PLtg 1000 39 ля дисковых ножниц с прямо поставленными ножами 2 P 0.35 S B M 0.125 k S D cos B m 2 tg где L длина реза в мм; λ — коэффициент, представляющий отношение среднего усилия при резке к максимальному: при S< 2 мм λ = 0,75 - 0,55; при S = 2 – 4 мм λ = 0,55 - 0,45; при S > 4 мм λ = 0,45 - 0,3; М — крутящий момент в к Г м \ k — коэффициент, учитывающий неравномерность свойств и толщины материала и равный 1,2—1,4; D — диаметр дисковых ножей в м; φ — угол створа ножей гильотинных ножниц в град т — число пар дисковых ножей многодисковых ножниц; ά — угол захвата (средний угол зоны резания) в градусах. Численная величина угла зависит от диаметра ножей (D) и толщины листа (S)( таблица 4). Таблица 4 (D – S) / S 0.995 0.990 0.985 0.980 0.975 0.970 , град 6 8 10 11 13 14 Геометрия и конструкция ножей. Ножи для гильотинных и параллельных ножниц бывают цельные и составные. Рис. 6. Ножи для гильотинных ножниц 40 В свою очередь в каждом из указанных типов ножи подразделяются на обычные, наплавленные и составные (рис. 6). Цельные ножи выполняют так, как показано на рис. 6, а и б. В первом исполнении (рис. 6, а) ножи имеют четыре режущие кромки с углом δ = 90°, что позволяет длительное время использовать ножи без переточки (меняя путем перестановки режущие кромки), но приводит к увеличению трения и ухудшению условий резки, а это отрицательно сказывается на стойкости ножей и качестве поверхности среза у отрезаемых полос (заготовок). Такие ножи применяют при резке тонкого материала. От этих недостатков свободны ножи, показанные на рис. 6, б, имеющие одну или две режущие кромки. Ножи для резки стали, медных, алюминиевых и титановых сплавов выполняют со следующими углами: угол резания δ = 75 - 85°, задний угол ά = 30'- 3°, передний угол γ = 5 - 15°. Чем меньше твердость разрезаемого материала, тем меньше угол резания (для особо мягких материалов он может достигать значений δ = 60°). Для магниевых сплавов угол резания δ = 45 - 55°, задний угол ά = 1,5 2°, передний угол γ = 35 - 45°. Угол створа ножей φ у гильотинных ножниц принимают 1—5°. Чем больше длина ножей, тем меньше угол створа φ, так как при большой длине ножей увеличение угла створа φ приводит к значительному увеличению хода ножей и высоты ножниц. Наиболее рациональные углы створа для материала толщиной до 2 мм φ = 1 - 2°, для толщины 2—4 мм φ = 2° - 2°30', для толщины 4—15 мм φ = 2.5- 4° и для толщины более 15 мм φ = 4 - 5°. Зазор между ножами 2 в плоскости их движения для стали, латуни, алюминия следует брать (5—7%)S при толщинах разрезаемого материала S до 10 мм, а при S > 10 мм Z= 0,1 0,2 мм. Зазор между ножами при резке магниевых и титановых сплавов равен (0,05 - 0,02) S, для стали 1Х18Н9Т — (0,03 - 0,05)S. Цельные ножи изготовляют из стали У8А, У10А, Х12, 4ХС, 6ХС, 5ХВ2С, Х12Ф1. Первые две стали после термообработки должны иметь 41 твердость НRС = 56 - 58, а остальные - HRС = 58 - 62. Для повышения стойкости, особенно при резке жаропрочных, нержавеющих, электротехнических сталей, а также материалов, подвергаемых перед отрезкой нагреву, ножи рекомендуется изготовлять из легированных сталей 5ХВ2С, 6ХС, Х12Ф1 или из инструментальных сталей с последующей наплавкой рабочих кромок сормайтом № 1 или с электроупрочнением твердым сплавом Т15К6. Составные ножи (рис. 6, в) имеют такую же геометрию, как и цельные. Режущая часть ножа изготовляется из стали 6ХС, Х12Ф1, а остальная часть — из стали 50 или 45. Собственно ножи состоят из отдельных секций длиной 300—500 мм, удерживаемых заклепками или винтами. Ножи для дисковых ножниц. Ножи для резки полос (рис. 5) на однопарных ножницах представляют собой диски, толщина которых зависит от ширины и толщины отрезаемых полос (лент). Ножи по плоскости тщательно шлифуют, непараллельность этих плоскостей не должна превышать 0,02 мм при D < 300 мм. Ножи устанавливают так, чтобы они перекрывали друг друга. Величину перекрытия ножей берут для стали и латуни равной (0,2 - 0,3) S, для меди — (0,3 - 0,5)S. Угол захвата должен быть меньше 15°, а это возможно при условии, когда при резке материала толщиной S менее 3 мм диаметр диска D >= (45 - 70)S, а при S> З м м D > (25 30) S. Угол резания δ = 87 - 90°, передний угол γ = 0 - 3°. Между ножами должен быть зазор Z = (0,05 - 0,07)S. Точность и качество поверхности среза. Точность резки на ножницах зависит от типа ножниц, способа резки, толщины материала, конфигурации отрезаемой заготовки (детали), состояния режущих кромок ножей, наличия и силы прижима листа и способа установки упора. В тех случаях, когда необходима повышенная точность резки, следует вместо заднего упора с ручной наладкой применять упоры с механической наладкой. 42 Точность резки на гильотинных ножницах соответствует данным, приведенным в табл. 5. Таблица 5 П р и м е ч а н и я : 1. При повышенной точности ножниц и их настройки приводимые данные могут быть уменьшены на 40°/0. 2. Непараллельность сторон полос не должна выходить за пределы допусков. Величина усилия прижима Р пр ориентировочно составляет (0,3 - 0,4 )Р (Р — усилие резки в кГ). Чем больше усилие прижима, тем точнее резка. При резке на гильотинных ножницах вследствие наклонного расположения верхнего ножа происходит изгиб и скручивание отрезаемой заготовки. С увеличением угла створа φ изгиб полосы и скручивание увеличиваются; чем уже полоса, тем больше она склонна к скручиванию. Величину изгиба и угол скручивания определяют опытом. После резки заготовок из титановых сплавов поверхности среза получаются шероховатыми. Для удаления шероховатости кромки полос зачищают шлифовальным кругом. Величина припуска на зачистку после резки зависит от того, производилась ли резка в холодном или в горячем состоянии, и от толщины материала. Для резки в холодном состоянии принимается припуск Δ = (0,22 - 0,25)S. Точность резки на дисковых ножницах с прямо поставленными кожами соответствует 10 – 11 квалитету точности. На многодисковых ножницах при 43 ширине полосы (ленты) менее 50 мм точность по ширине составляет ± (0,05 0,2) мм. Чем тоньше материал и уже полоса, тем выше точность. Полосы, отрезаемые на дисковых ножницах, искривляются и нуждаются в правке. На полосах часто остаются заусенцы, которые приходится удалять вручную специальными скребками. На лентах из магнитомягких материалов заусенцы удаляют электрополировкой на переменном токе промышленной частоты (50 гц) в электролите, состоящем из 70% фосфорной кислоты, 12% хромового ангидрида, 10% серной кислоты и 8% воды. Шероховатость поверхности среза при резке на дисковых ножницах соответствует значениям Rz =10 – 12 мкм. 2.2 РЕЗКА В ШТАМПАХ Безотходной вырезкой (отрезкой) в штампах могут быть получены разнообразные по габаритным размерам детали и заготовки толщиной от 0,2—0,3 до 5—6 мм. При большой толщине материала в условиях односторонней резки значительно ухудшаются форма и качество поверхности среза, и поэтому практически детали таких толщин избегают изготовлять этим методом. В условиях безотходной штамповки нижний предел толщины лимитируется соображениями удобства работы с тонкими полосами, так как подача полосы (ленты) и ее упор (фиксация) представляют значительные трудности. Поэтому безотходной и малоотходной штамповкой предпочитают получать листовые детали толщиной 0,5—3,0 мм с размерами, не превышающими 120x 120 мм. На штампах режут в основном малогабаритные штучные заготовки (детали) из предварительно нарезанных полос. Наиболее широко резка в штампах используется для заготовок с контуром, очерченным прямыми линиями. На рис. 6 приведено несколько типовых схем резки в штампах от полосы без отходов. Первая схема (рис. 6, а) показывает способ резки заготовок от полосы, ширина В которой равна ширине заготовки (детали). Длина заготовки L, получается перемещением полосы до упора (исполнение /). Если 44 упор и направляющие линейки, между которыми перемещается полоса, сделать регулируемыми, можно на одном штампе отрезать заготовки (детали) различной ширины и длины, т. е. иметь универсальный штамп. Недостатком такого способа резки является косой срез, вызываемый изгибом отрезаемой заготовки (детали) в начале резки. В тех случаях, когда длина отрезаемой заготовки (детали) более 30—40 мм, этот недостаток может быть устранен применением упора с желобком (исполнение //). Вторая схема (рис. 6,6) подобна первой, но предусматривает случай одновременной резки (за один ход пресса) пяти прямоугольных или квадратных заготовок (шириной В и длиной L). исполнение I Рис. 6. Схемы резки заготовок (деталей) в штампах: 1 — линия резки; 2 — упоры Третья схема (рис. 6, в) показывает принципиальное решение конструкции универсального штампа для резки прямоугольных и квадратных заготовок непосредственно от листа (лист показан условным пунктиром). На таком штампе, регулируя передвижные упоры, можно резать листы па полосы, полосы на заготовки, можно делать угловые вырезы в прямоугольных заготовках, резать косынки и угольники при условии, что площадь заготовок (деталей) составляет более 200 мм2, а толщина — менее 5 мм. Прижим в штампе обеспечивает высокую точность линейных размеров, а точность угловых размеров определяется точностью положения ножей. Четвертая схема (рис. 6, г) показывает способ резки от полосы прямоугольников, косынок, трапеций и других подобных им геометрических 45 фигур. Этот способ резки позволяет получать за каждый ход пресса две заготовки (детали). Одна из заготовок падает через отверстие в матрице (по профилю и размерам соответствующее заготовке), а другая остается на поверхности матрицы и сталкивается с нее при очередной подаче полосы до упора или соскальзывает под действием собственного веса (при наклонном расположении пресса). Каждый раз полоса подается для резки на величину, соответствующую двум шагам. Этот способ резки, помимо более высокой производительности, обеспечивает более высокую точность. Резка в штампах с отходом или, как чаще ее называют, двусторонняя резка, применяется для заготовок (деталей), изготовляемых из мерной полосы или ленты без обрезки или с частичной обрезкой вдоль длинных сторон. Ширина полос и лент обычно не превышает 150 мм. На рис. 7 даны схемы, иллюстрирующие резку с отходом. Они отличаются друг от друга формой рабочей части пуансона, осуществляющего резку. Необходимым условием получения качественных заготовок (деталей) является правильная установка полосы по ширине относительно контура пуансона, так как даже незначительная асимметрия концевых участков хорошо видна. Рис. 7. Схема резки с отходом: 1 — пуансон; 2 — упор; 3 — деталь (заготовка); 4 — дыропробивной пуансон; 5 — полоса (лента) Ширина материала (отхода) К, удаляемого отрезным пуансоном, если это связано с формой детали, зависит от толщины материала. При резке заготовок (деталей) от полос (лент) толщиной до 1 мм К = 3 мм, а при толщине более 1 мм К = (2 3)S. Если одновременно с резкой детали (заготовки) в ней пробивают 46 отверстия, то допуск на расстояние между отверстиями должен соответствовать 9 – 10 квалитетам точности, так как расстояние между отверстиями в процессе штамповки не фиксируется ловителями. Допуск по длине тоже грубый, он соответствует 10-11 квалитетам точности. Штампы для резки с отходом делают, как правило, с задним расположением направляющих колонок или с расположением их по диагонали. Усилие при резке на штампах зависит от формы ножа (отрезного пуансона) и способа его заточки и определяется по формулам для резки на ножницах с параллельным расположением режущих кромок ножей и гильотинных ножниц. Качество и точность заготовок (деталей). По данным ряда заводов, главным образом приборостроительной промышленности, где эти процессы нашли широкое применение, средняя точность по размерам, получаемым в направлении перемещения полосы (ленты), для материала толщиной S до 3 мм соответствует 8-9 квалитетам точности, толщиной S =3—5 мм cоответствует 910 квалитетам точности и S более 5 мм — 10—11 квалитетам точности. Качество поверхности среза при односторонней резке соответствует шероховатости Ra =2—2.5, а при двух сторонней – значениям Ra = 2.5 – 3.0. При резке по схеме, показанной на рис. 7, а, точность по углу в зависимости от толщины материала и типа штампа (без бокового прижима или с боковым прижимом полосы) составляет от ± 40 мин до ± 2o. Если исходным материалом является лента, точность по углу составляет от ± 30' до ± 1° 30'. При расчете исполнительных размеров рабочих частей штампов для односторонней (безотходной) резки деталей используют формулы Lм +δм = L +0.5 Δ Lп - δп = L – Z где Lм, Lп — номинальные размеры матрицы и пуансона в мм; L — номинальный размер детали в мм; Δ — допуск на размер детали в мм; 47 Z. — односторонний зазор между пуансоном и матрицей в мм; δм и δп — допуски на изготовление матрицы и пуансона в мм. Допуск на изготовление матрицы δм принимается по 7 квалитету точности, но при условии, что его величина не превышает 0,2 Δ при резке без прижима и 0,3 Δ при резке с прижимом. Коэффициенты 0,2 и 0,3 учитывают появление дополнительных завалов на кромке детали при односторонней резке. Односторонний зазор имеет следующее значение: Толщина листа, мм Таблица 6 0.5 Зазор односторонний 0.025 Z мм(Zmax/Zmin) 0.015 1.0 2.0 3.0 0.05 0.03 0.12 0.07 0 .2 0.125 4.0 0 .3 0.18 5.0 0 .4 0.22 В тех случаях, когда производится двухшаговая безотходная штамповка (см. рис. 6, г), исполнительные размеры пуансона и матрицы рассчитывают по формулам для вырезки с замкнутым контуром. Более подробные сведения о резке в штампах можно найти в справочной литературе [8]. 2.3 РАСКРОЙ МАТЕРИАЛА Под общим наименованием «раскрой материала» следует понимать определение размеров заготовки (полосы, ленты и листа), а также взаимного расположения штампуемых из них деталей. Определяя рациональность того или иного раскроя, необходимо учитывать не только его экономичность с точки зрения использования материала. Раскрой должен обеспечить высокое качество детали, высокую производительность при вырезке, простоту конструкции штампа и наивысшую стойкость его рабочих частей, а также удобство и безопасность работы на штампе. На рис. 8 изображены четыре варианта раскроя для изготовления планки. 48 Рис 9 Различные варианты раскроя при штамповке детали планка Наибольшую экономию материала (12,5%) дают варианты раскроя на рис. 8, б и г, причем производительность труда при раскрое по рис. 8, б составляет 113%, а при раскрое по рис. 8, г 183% по отношению к раскрою по рис. 8, а. Отсюда видно, что вариант раскроя на рис. 8, г наиболее рационален для крупносерийного и массового производства, а вариант на рис. 8,б — для серийного и мелкосерийного производства. Стоимость материала при штамповке в среднем составляет примерно 40— 60% всей стоимости детали, а иногда и больше; это значит, что даже небольшая экономия металла дает в сумме значительный экономический эффект. Общая задача раскроя материала распадается на три этапа: выбор ширины и длины полосы (ленты); выбор способа раскроя листа, если он принят в качестве исходной заготовки; использование отходов после резки и вырезки. Раскрой полосы (ленты). Под раскроем полосы (ленты) понимается расположение (раскладка) штампуемых деталей (заготовок) на полосе (ленте) материала, определяющее взаимное положение смежных контуров, отсутствие или наличие перемычек, их величину. Бывают следующие типы раскроев: с отходами-перемычками по всему контуру вырезаемой детали (заготовки); с частичными отходами и без отходов 49 (рис. 9, а—в). В соответствии с этим раскрои называются с перемычками, малоотходными, безотходными. Экономичность раскроя полосы (ленты) характеризуется коэффициентом спользования материала и рассчитывается по одной из формул, приведенных ниже:. Рис. 9 Типы раскроев: а — с перемычками; в— с частичными отходами; в — без отходов В случае использования отходов на другие детали коэффициент использования материала корректируется. Расчет величины перемычки. Величина перемычки между вырезаемыми деталями (заготовками) и по краям полосы (ленты) зависит от следующего: 1) конфигурации детали (заготовки); чем сложнее контур вырезаемой детали (заготовки) и чем меньше радиусы закругления, тем больше должны быть перемычки; 2) размеров детали (заготовки); с увеличением размера вырезаемой детали (заготовки) перемычка увеличивается; 3) толщины штампуемого материала; с увеличением толщины материала ширина перемычек возрастает; однако ширина перемычки и толщина материала не находятся в определенной зависимости; 4) механических свойств штампуемого материала; с увеличением пластических свойств материала ширина перемычек увеличивается, с увеличением твердости и предела прочности уменьшается; 5) способа подачи полосы (ленты), типа упоров (при ручной подаче) и типа захватного органа (при автоматической подаче); 50 6) способа вырезки, т. е. производится обычная вырезка или с поворотом полосы; при вырезке с поворотом полосы ширина перемычек увеличивается вследствие искривления полосы после первого пропускания через штамп; 7) необходимости последующей зачистки вырезаемой заготовки; если требуется зачистка по контуру, нужно размер перемычек увеличить на 20—30% по сравнению с перемычками при отсутствии зачистки; 8) конструкции штампа; при вырезке в инструментальных штампах величина перемычки меньше, чем в упрощенных (листовых или на резине) и пластинчатых. Для расчета коэффициента использования материала при штамповке из полосы, ленты и листа применяются следующие формулы: 1.Шаговый коэффициент использования материала ø F 100 BH ø 2. Коэффициент использования материала n F 100 B L 3. Общий коэффициент использования материала, отнесенный к листу при раскрое деталей одного типоразмера ë N F B L ë ë 100 4. Общий коэффициент использования материала, при раскрое заготовок нескольких типоразмеров ë F N F N .... F N 100 1 1 2 2 n n B N ë ë Где B- ширина полосы или ленты; 51 Hш- шаг штамповки; n- число деталей получаемых из полосы ( ленты); L- длина полосы или ленты; N- число деталей одного типоразмера; Lл,Bл- соответственно длина и ширина листа. Из сказанного можно сделать вывод, что: а) оптимальная величина перемычек должна обеспечить высокое качество детали, экономию материала, стойкость штампа, жесткость и прочность полосы при подаче, т. е. удобство и безопасность работы с ней; б) экономичность раскроя при вырезке мелких деталей (заготовок) ниже, чем при вырезке крупных, так как при прочих равных условиях удельная величина отхода (отнесенная к единице веса или объема детали) оказывается больше у мелких, чем у крупных деталей (заготовок); в) экономичность раскроя понижается при всех прочих равных условиях с увеличением толщины вырезаемой детали (заготовки). Для определения величин перемычек обычно пользуются таблицами, составленными на основе обобщения опыта определенной отрасли промышленности . Конечно, в каждом конкретном случае величина перемычки подлежит корректированию. При вырезке деталей небольших габаритных размеров из металлов толщиной более 2 мм, а главное простой формы, величина перемычки может быть взята равной (0,37— 0,6)S. Чем толще материал, тем меньше коэффициент при S. К. использованию уменьшенных перемычек следует прибегать только после тщательного анализа. Необходимо указать, что величина перемычки оказывает влияние на стойкость вырезных штампов. При недостаточной ширине перемычки пуансоны смещаются в сторону перемычки, так как сопротивление 52 вдавливающемуся в материал пуансону со стороны целой полосы (ленты) будет больше, чем со стороны отхода, где имеется только тонкая перемычка. В результате смещения пуансона происходит зарубание матрицы. Указанное явление особенно часто встречается при вырезке малогабаритных деталей из материалов толщиной более 1 мм. Уменьшение перемычек против оптимальных на 30% снижает стойкость штампа на 20—30%, уменьшение на 50% — примерно на 50—70%, а при работе без перемычки (разрубка в упор, применяемая иногда в комбинированных штампах вырезки и вытяжки для облегчения снятия полосы с пуансона) — в 2,5—3 раза. Помимо размера перемычек, на использование материала большое влияние оказывает способ раскладки вырезаемых деталей (заготовок). Междетальные отходы возникают из-за несовпадения контуров вырезаемых деталей (заготовок), прилегающих друг к другу, и несовпадения последних с контуром полосы (ленты), имеющей форму прямоугольника. Междетальные отходы будут тем меньше, чем больше форма детали (заготовки) приближается к прямоугольнику, а также будут меньше в случае, если деталь (заготовка) имеет совпадающие (симметричные или обратно симметричные) линии. Рациональный способ раскладки деталей (заготовок) определяют, учитывая форму детали (заготовки), ее размеры, тип штампа, способ штамповки и масштабы производства. Анализ различных форм деталей и способов раскладки показывает, что не существует форм деталей, которые раскладываются только им одним присущим способом, так же как не существует раскладок, применяемых только для одной формы деталей. Все многообразие штампуемых деталей можно подразделить на девять групп, представленных на рис. 10. Для каждой из указанных групп имеется своя индивидуальная раскладка, она может быть прямой, наклонной, встречной (с поворотом полосы) и многорядовой, при этом в зависимости от требуемой точности деталей раскрой материала может производиться с перемычками и без 53 перемычек. Вырезка с перемычками дает более точные детали (заготовки), так как перемычки по всему контуру позволяют компенсировать погрешности подачи материала. При выборе способа раскладки деталей (заготовок) на полосе рекомендуется учитывать следующее. При раскладке деталей (заготовок) поперек полосы или с наклоном повышается производительность труда благодаря сокращению шага подачи и достигается экономия при резке листов. Ширину полосы следует стремиться назначать в соответствии с наибольшим размером вырезаемой детали (заготовки). При вырезке из узкой полосы стоимость детали (заготовки) выше, так как удорожается процесс резки на ножницах, а производительность за счет более частых заправок полос будет ниже. Рис. 10. Классификация деталей по конфигурации Узкие полосы, особенно из толстого материала, требуют удлинения технологического процесса вследствие введения после резки на ножницах операции правки. В каждом конкретном случае для выявления оптимального варианта раскладки с точки зрения экономии материала необходимо производить соответствующий подсчет. Конструкция штампа в случае использования узкой 54 полосы и многопереходной последовательной штамповки весьма неудобна для эксплуатации. Правило раскладки деталей (заготовок) может быть нарушено и ширина полосы выбрана в направлении наименьшей размерности детали, если: а) для материалов толщиной более 0,5 мм направление прокатки ленты или полосы совпадает с направлением изгиба в последующей операции, а радиус изгиба г < 0,55; б) вылет пресса или ширина рабочих органов автоматической подачи исключают возможность применения широкой полосы; в) ширина полосы равна ширине детали, и производится резка с пробивкой или только резка. При раскладке деталей (заготовок) неправильной геометрической формы следует добиваться так называемого «линейного эффекта», при котором экономия материала достигается благодаря заходу деталей друг в друга (рис. 12, а). Следует иметь в виду, что при вырезке деталей сложной конфигурации наклонная раскладка обычно дает возможность лучше использовать материал, чем прямая. При этом в начале и конце полосы получается не менее двух a) б) Рис. 11. Примеры раскладок деталей на полосе: а — с заходом заготовок друг в друга; б — групповая раскладка При этом в начале и конце полосы получается не менее двух деталей ( при вырезке в один ряд), вырезанных не полностью. Поэтому прежде чем принять такой способ раскладки, необходимо проверить, насколько он целесообразен, и 55 подсчитать количество целых деталей, получаемых из полосы, сравнив эти результаты с результатами при прямой раскладке деталей на полосе. Многорядовая раскладка с точки зрения экономии материала выгоднее однорядовой. Она позволяет повысить экономичность раскроя на 5—16°о. При многорядовой раскладке деталей (заготовок) уменьшается величина боковых перемычек, приходящихся на деталь (заготовку), а при смещенных рядах (шахматной раскладке) экономия достигается благодаря уменьшению междетальных отходов и межрядовых перемычек. Однако переход на многорядовую раскладку должен быть обоснован технико-экономическим расчетом. Для каждого количества рядов имеется предельное число деталей (заготовок), меньше которого выгодность шахматной раскладки по сравнению с раскладкой параллельной исключается. Это обязывает, особенно в случае штамповки из коротких полос, прежде чем принимать шахматную раскладку, проверить экономичность раскроя расчетом. Значительная экономия материала достигается при групповой раскладке , когда междетальные отходы или технологические отходы от крупных деталей или заготовок, так называемых основных, используются для изготовления мелких деталей с учетом необходимой комплектности. Эффективна также раскладка, при которой подбираются разные детали (заготовки) с взаимно вписывающимися контурами разверток. Групповая раскладка широко используется при вырезке деталей на листовых штампах и штампах на резине. Если для деталей (заготовок) простейшей геометрической формы основным способом для нахождения наиболее выгодной раскладки их на полосе (ленте) является аналитический (расчетный), то для фасонных деталей (заготовок) ему следует предпочесть графический. Для выявления графическим способом оптимальной раскладки деталей на полосе следует вычертить деталь на кальке в двух экземплярах с нанесением на ее контуре значений перемычки т (если размеры детали небольшие, вычерчивать следует в увеличенном масштабе). 56 Начерченные на кальке детали перемещают относительно друг друга так, чтобы контур первой детали не перекрывал контура второй детали с учетом перемычки. Затем через наиболее выступающие точки контура вырезаемой детали проводят касательные линии, которые должны быть параллельны друг другу. Расстояние между касательными, увеличенное на 0,4 т, и даст ширину полосы (ленты) В. Зная ширину полосы, нетрудно определить площадь заготовки, приходящуюся на одну деталь. Для этого проведем прямые через одноименные элементы двух смежных деталей и получим прямоугольник, который и есть площадь материала, расходуемого на две детали. Сопоставляя площадь детали и заготовки, приходящуюся на одну деталь, или, точнее, общую площадь полосы с суммой площадей вырезаемых из нее деталей при различных вариантах раскладки, определяют коэффициент использования материала. Таким образом намечают несколько возможных вариантов раскладки и выбирают оптимальный В тех случаях, когда результаты одного варианта равны или почти совпадают с результатами другого, предпочтение отдается варианту с более широкой полосой и меньшим шагом, дающим экономию при резке листа на полосы и уменьшающим время, затрачиваемое на вырезку. Расчет ширины полосы (ленты). Зная величины перемычек между деталями и между краем полосы и деталями, а также раскладку вырезаемых деталей (заготовок), можно рассчитать ширину полосы (ленты). Формулы для расчета раскроя основных типов деталей приведены в справочной литературе. [ ]. Если полосы (ленты) поступают на штампы с обрезкой кромки шаговыми ножами, номинальная ширина полосы В (ленты) рассчитывается по формулам. При штамповке с одним ножом (рис. 12, а). B b 1.5 m C 0.5 ø 1 при двух ножах (рис. 14, б) 57 B b 1.5 m 2C 0.5 ø 1 где Δш— минусовое отклонение на ширину полосы (ленты) в мм', С — припуск для обрезки шаговым ножом, имеющий следующие значения в мм: Толщина материала S мм Значение припуска С мм 0.5 1.0 0.6 – 1.0 1.5 1.1-2.0 2.1 – 3.0 2.0 2.5 Штампы с обрезкой полосы ножами применяют при многопереходной последовательной штамповке (комбинированные штампы последовательного действия) и штамповке сложных, но малых по размеру деталей (заготовок) в однопереходных штампах. Наличие шаговых ножей исключает необходимость постоянных упоров. Штампам с шаговыми ножами присущи следующие недостатки: а) при расположении шаговых ножей в комбинированных штампах последовательного действия друг против друга исключается возможность полного использования полосы по длине. , Рис. 12. Схема вырезки с использованием шаговых ножей: а — с одним ножом; б — с двумя ножами При расположении же шаговых ножей по диагонали первые вырезки получаются недоброкачественными; б) применение шаговых ножей связано с дополнительным расхо1 дом материала; указанный недостаток можно исключить, если использовать штампы с 58 шаговым ножом, расположенным в отходе [28]. Раскрой листа. Вопрос о целесообразном раскрое листа сводится к определению количества полос, получаемых из листа, а значит и общего количества деталей (заготовок) и коэффициента использования материала при поперечном и продольном раскроях. Сопоставляя коэффициенты использования листа при поперечном продольном и раскроях, можно решить вопрос об экономически выгодном варианте. Так как при обоих вариантах часто имеются значительные потери материала, рекомендуется прибегать к комбинированному раскрою, при котором часть полос (заготовок) отрезают вдоль, а часть поперек листа или лист раскраивают на полосы разной ширины. В том случае, когда при параллельном расположении рядов получаются большие отходы по краям листа, а технологический процесс допускает только одно-рядовую вырезку из полосы, можно применять косой раскрой [4]. Расчет норм расхода листового материала. Технической нормой расхода материала (основного) называется количество материала, небходимое для изготовления единицы готовой продукции в соответствии с установленной конструкцией, технологическим процессом и нормальными организационнотехническими условиями производства. Норма расхода листового материала на штампуемую деталь зависит от принятого способа раскладки деталей на полосе, раскроя листа на полосы. Основным показателем использования материала является коэффициент расхода материала, определяемый по формуле Пути снижения расхода листового материала. Экономичность холодной штамповки во многих случаях снижается из-за недостаточного использования материала. Как показывает обследование ряда заводов, потери материала на отходы составляют 35—45 %, а в других случаях и более. Мероприятиями по снижению расхода материала, помимо экономичного 59 раскроя листа, полосы, ленты, являются: использование отходов и конструктивно-технологическая отработка штампуемых деталей. Отходы при штамповке можно подразделить на две группы: 1) постоянные отходы, включающие отходы раскроя (отходы формы заготовок; отходы некратности; отходы, вызванные особыми требованиями к расположению на полосе), и технологические отходы; 2) случайные отходы в результате раскроя немерного материала и в виде бракованных деталей (заготовок). Отходы первой группы можно использовать путем: а) вырезки деталей или заготовок непосредственно из отходов одновременно с вырезкой основных деталей (для этой цели могут быть использованы комбинированные штампы последовательного или совмещенного действия); б) вырезки деталей или заготовок из отходов на специально изготовленных для этой цели штампах; в) разрезки крупных отходов на мерные полосы или карточки с последующей вырезкой деталей или заготовок на штампах. Об использовании случайных отходов ввиду их разнообразия решают отдельно в каждом конкретном случае. Иногда для увеличения поверхности отходов их прокатывают на меньшую толщину. Степень использования материала в значительной степени зависит от конструкции штампуемых деталей. Конструкция должна не только удовлетворять служебным требованиям, но и быть технологичной. Под технологичностью детали следует понимать такое сочетание конструктивных элементов, которое обеспечивает простое и экономичное изготовление деталей. Основными показателями технологичности холодноштампован-ных деталей являются: наименьшие расход материала и количество операций и низкая их трудоемкость; отсутствие последующей механической обработки; наименьшее количество применяемого оборудования и потребной оснастки, сокращенные 60 сроки и затраты на подготовку производства (за счет применения групповых методов производства); применение рабочих низкой квалификации, высокая производительность труда, повышение стойкости штампов. Общим результативным показателем технологичности штампуемых деталей является наименьшая себестоимость их изготовления. Большую роль в рациональном раскрое и расходе материала играет определение оптимального контура детали. При определении наиболее выгодного раскроя ту часть контура детали, которая не влияет на работу самой детали, можно изменить так, чтобы создать лучшие условия раскроя. Существенную экономию можно получить за счет снижения толщины материала. Чтобы сохранить требуемую жесткость, на детали надо выдавливать ребра жесткости, закатывать края и т. д. Наконец, весьма большим резервом экономии материала является правильный выбор технологического процесса. 3. ВЫРУБКА И ПРОБИВКА В ШТАМПЕ 3.1 Технологичность конструкции детали для вырубки и пробивки Габаритные размеры плоских деталей (заготовок) из металлов, вырезаемых в инструментальных штампах, колеблются от нескольких миллиметров до нескольких метров, а по толщине от 0,03—0,05 до 20—25 мм и выше. Верхний предел вырезаемых деталей (заготовок) по толщине и габаритным размерам ограничивается мощностью имеющегося на заводе парка оборудования (прессов) и размерами стола и ползуна пресса, а нижний — возможностью изготовления штампа. Вырезку деталей из магниевых сплавов толщиной более 1,5 мм производят в нагретом состоянии. Температура нагрева 320—360° С. 61 Рис. 13. Размер вырезаемых деталей и пробиваемых отверстий Вырезку и пробивку деталей и заготовок из титановых сплавов ВТ1-1 производят в холодном состоянии, из титанового сплава ВТ1-2 в нагретом, из ВТ5 при ^ < 2 мм в холодном, а при 5 > 2 мм в нагретом состоянии. Температура нагрева 300—400°. При вырезке из нагретого материала следует нагревать и штамп. Когда вырезаемая деталь (заготовка) имеет выступы или пазы (рис. 13,а), то они могут быть получены вырезкой, если их размеры больше следующих значений; h>1/2 s; b>(1.2…1.5) s Минимальная ширина b детали или участка контура, получаемая вырезкой, должна быть больше 1,5 S. Если деталь узкая и длинная (ширина b меньше 3S), ее целесообразно получать расплющиванием из проволочной заготовки с последующей обрезкой по контуру. Радиус скругления наружного контура R при вырезке детали из полосы, ширина которой равна ширине детали b, чтобы избежать образования уступов, находят из выражения R> 0,6b. Минимальные размеры пробиваемых отверстий (рис. 16, б) зависят от их формы и механических свойств штампуемого материала и при использовании обычных инструментальных штампов имеют значения, приведенные в табл. 7. Минимальные размеры отверстий, пробиваемых в обычных инструментальных 62 штампах, в долях от S Таблица 7 Необходимо отметить следующее: 1. При пробивке отверстий соотношение d > 5 справедливо только для быстроходных механических прессов, в которых пуансон подвергается ударной нагрузке. Применяя гидравлические прессы, можно d. брать меньше 5. 2. Используя специальные дыропробивные штампы, можно пробивать отверстия в твердой стали d = 0,5 S, мягкой стали и латуни d, = 0,35S, алюминии d = 0,3S. 3. В настоящее время делают попытки использовать процесс вибрационной пробивки отверстий. Пуансон пульсирует с частотой 50—75 ход/сек. Такой способ позволяет производить пробивку отверстий диаметром (0,5—0,4) S. Если пробиваемое отверстие имеет уступы (рис. 16, в), то их высота должна быть больше толщины штампуемого материала, т. е. h>S. При меньших значениях h получить уступы пробивкой невозможно. Расстояние между пробиваемыми отверстиями или между краем детали и отверстием регламентируется формой отверстия, наружным контуром детали, толщиной и свойствами штампуемого материала. Минимальные значения перемычек m, при которых можно использовать пробивку для стали, составляют (0,7-1,5) S. Величина перемычки т между отверстиями и краем наружного контура детали и отверстиями не только определяет возможность пробивки, но и конструкцию штампа. Если перемычка т мала, пробить одновременно несколько отверстий или контур и отверстия невозможно из-за недостаточной прочности 63 матрицы. Детали с близко расположенными отверстиями в зависимости от условий производства штампуют на двух или нескольких штампах простого действия или на одном комбинированном штампе последовательного действия. В обоих случаях стоимость детали увеличивается за счет высокой стоимости штампов, Рис 14 а точность исполнения детали уменьшается Минимальные расстояния между отверстиями при пробивке в стальных Величины перемычек t в матрице, при которых возможна одновременная пробивка двух и более отверстий или вырезка конура и пробивка отверстий в инструментальных штампах, имеют следующие значения в долях толщины вырезаемых деталей S*: 64 Стороны вырезаемого контура (если вырезка производится по всему контуру) или пробиваемого отверстия должны сопрягаться плавными кривыми с возможно большими радиусами R (рис. 16, г). радиусы сопряжения должны быть нормализованы, а их минимальные значения в долях толщины S должны удовлетворять данным табл. 8. Значения радиуса сопряжения при вырезке и пробивке Таблица 8 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. В случае вытянутых и изогнутых деталей, кроме сохранения минимальной перемычки между пробиваемыми отверстиями и между наружным контуром и отверстиями, необходимо выдержать определенное расстояние т1 между отверстиями и вертикальной стенкой детали, при котором исключалась бы возможность набега края отверстия на радиус сопряжения стенок. В противном случае пуансон при пробивке вследствие изгиба может сломаться или, наскочив на режущую кромку матрицы, вызовет выкрашивание рабочей кромки. Минимальное расстояние от оси отверстия до вертикальной стенки тх определяется по формулам: для изогнутых деталей 65 m r 1 d 2 для вытянутых деталей d D 2r D D 2S 2 r d 1 1 D D 3S d 2 1 1 1 Если указанные условия не выдержаны, для пробивки необходимо применять специальные пуансоны. Вырезка и пробивка в зависимости от требований к точности штампуемой детали и шероховатости поверхности среза могут быть окончательными или заготовительными операциями. Если требуемая точность детали или поверхности выше 12 квалитета, то эти операции являются заготовительными. Приведенные сведения позволяют судить о конфигурации и размерах деталей (заготовок), которые могут быть получены вырезкой и пробивкой на инструментальных штампах. Для увеличения срока службы штампа между переточками, а главное для удешевления его изготовления, а значит и снижения стоимости штампуемых деталей, необходимо в деталях избегать резких переходов, узких и длинных открытых прорезей и обеспечить получение минимального числа отходов. 3.2 Черновая вырубка и пробивка Процесс вырезки и пробивки. Последовательность процесса вырезки и пробивки показана на рис. 16. Процесс состоит из трех стадий: упругих деформаций, пластических деформаций и скалывания. В начале процесса деформирования, что соответствует стадии упругих деформаций, материал под пуансоном и вблизи от него испытывает упругое сжатие и изгиб и слегка вдавливается в отверстие матрицы (возникает «тарельчатость» штампуемой детали). В этой стадии величина напряжения в материале ниже предела упругости. 66 При дальнейшем деформировании, т. е. погружении пуансона в материал, упругие деформации переходят в пластические, материал с помощью пуансона продолжает вдавливаться в матрицу (рис. 16, //). Процесс вдавливания металла в матрицу сопровождается вследствие неравномерного распределения напряжений по сечению вырезаемой детали разрушением поверхностных слоев. Стадия пластических деформаций переходит в стадию скалывания. В этой стадии вначале появляются микро, а затем макротрещины (рис. 16, ///), образующиеся у режущих кромок пуансона и матрицы и направленные по линии наибольших деформаций сдвига (поверхностям скольжения); скалывающие трещины быстро распространяются на внутренние слои материала и вызывают отделение детали. Величина погружения пуансона в материал до появления скалывающих трещин зависит от свойств вырезаемого материала и составляет (0,25—0,6) S. При дальнейшем перемещении пуансон проталкивает вырезанную деталь через рабочую зону матрицы и она падает в тару. Сказанное относится к вырезке или пробивке пуансонами и матрицами с острыми режущими кромками. Если режущие кромки у последних притуплены, качественная картина процесса разделения будет аналогичной, однако соотношение между стадиями пластической деформации и стадией Рис 16 Схема процесса вырубки материала будет такой же, как и при острых кромках. Однако соотношение между стадиями пластических деформаций и скалывания количественно отличается. Стадия пластической деформации увеличивается, а стадия 67 скалывания уменьшается, что связано с уменьшением концентрации напряжений на режущих кромках пуансона и матрицы, а это, в свою очередь, приводит к запаздывание момента разделения деформируемого материала. В связи с этим материал в зоне разделения упрочняется более интенсивно, что вызывает рост удельного сопротивления разделению. С увеличением радиуса притупления матрицы удельное сопротивление разделению возрастает. В этом случае скалывающие трещины, идущие от пуансона и матрицы, появляются одновременно, как это имеет место у острых режущих кромок, а со стороны пуансона они появляются позже, чем со стороны матрицы. При вырезке и пробивке образуется неровная поверхность разделения материала, состоящая из блестящего пояска (зона среза) и шероховатой части (зона скалывания), расположенной по отношению к блестящему пояску под определенным углом скола. Как указывалось ранее, скалывающие трещины, идущие от режущи л кромок, пуансона и матрицы, направлены под некоторым углом к поверхности детали. Для того чтобы направления этих трещин совпали, необходимо наличие некоторого зазора между пуансоном и матрицей. Угол наклона скалывающих трещин зависит от СВОЙСТЕ вырезаемого материала и составляет 3—15°. Чем тверже материал тем больше угол наклона скалывающих трещин. Необходимо отметить, что при вырезке весьма хрупких материалов, в частности закаленной стали, при погружении пуансона в материал на 10% его толщины процесс вырезки заканчивается. При этом размеры вырезанной детали оказываются меньше размера матрицы, так как трещины скалывания не доходят до ее режущих кромок. Следовательно, поверхность среза у вырезанной детали или пробитого отверстия имеет форму конуса, а в случае использована некоторых материалов, например красной меди, образуется даже двойной конус. Нижний размер детали (заготовки) соответствую: размеру матрицы, а верхний — пуансону. У пробитого же отверстия наоборот. Правильно выбранные размеры (поперечного сечения) пуансон; и матрицы обеспечивают соединение скалывающих трещин и дают чистый срез по 68 периметру вырезаемой детали или пробиваемое отверстия. Если же размеры выбраны неправильно, т. е. зазор между пуансоном и матрицей мал или велик, усилие вырезки или пробивки будет больше усилия при нормальном зазоре, стойкость рабочих деталей штампа в 1,5—2,5 раза меньше, качество поверхности среза вырезанной детали или пробитого отверстия ухудшается. Исследованиями установлено, что зазор между пуансоном и матрицей при вырезке и пробивке зависит от толщины штампуемого материала и требований, предъявляемых к чистоте среза. Величины диаметральных зазоров (начальных) между пуансоном матрицей при вырезке и пробивке металлов приведены в справочной литературе. При назначении зазора следует учитывать, что минимальные начальные зазоры являются номинальными. Если по условиям производства необходимо получить плоскость среза, почти перпендикулярную к поверхности материала, необходимо брать зазоры на 30—40% меньше приведенных в табл. 9 Таблица 9 Для электротехнической стали Э4АА диаметральные зазоры составляют 10— 69 15% толщины материала; для хромоникелевых сталей 6—14%, для титановых сплавов ВТ1-1 и ВТ5 6—10%, для магниевых сплавов 3—5%, а для закаленных сталей с твердостью КС 30—35 зазор 15—20% толщины материала. При вырезке крупногабаритных деталей из тонкого материала, штампуемых на прессах с С-ообразной станиной, зазоры должны быть на 25—30% больше приведенных в табл. 10. При определении размеров пуансонов и матриц следует исходить из минимальных начальных зазоров. При увеличенных зазорах в дыропробивных штампах наблюдается прилипание отхода к торцу пуансона, что может привести к поломке штампа. Избежать этого можно, снабдив пуансоны отлипателями. В случае пробивки в нержавеющей стали отверстий диаметром менее 2,5 мм при условии, что толщина материала 1—2,5 мм, зазор между пуансоном и матрицей следует брать до 0,3 S. Длина собственно рабочей части пуансона должна быть не более 0,5— 1,2 мм. Выполнение перечисленных условий устраняет налипание металлов на рабочую поверхность и таким образом способствует повышению стойкости штампа. Если для вырезки или пробивки используют матрицы с конусом от зеркала матрицы (матрицы без цилиндрического пояска), то зазоры надо брать на 10—15% меньше приведенных в табл. 10. В случае использования для вырезки или пробивки на прессах с числом ходов пресса более 400 в минуту материала толщиной до 1 мм зазоры между пуансоном и матрицей должны быть на 20—25% больше приведенных в табл. 10. При вырезке деталей (заготовок) зазор следует предусматривать за счет уменьшения размеров пуансона, а при пробивке отверстий — за счет увеличения размеров матрицы. Размер матрицы при вырезке берется равным наименьшему предельному размеру детали (заготовки), а размер пуансона при пробивке — наибольшему предельному размеру пробиваемого отверстия. Пластическая деформация отделяемых слоев металла вблизи поверхности среза создает зону упрочненного (наклепанного) металла. Ширина зоны 70 пластической деформации зависит от механических свойств металла (чем пластичнее металл, тем шире зона пластической деформации); величины зазора между пуансоном и матрицей (чем больше зазор между пуансоном и матрицей, тем шире зона пластической деформации) и степени затупленности режущих кромок (чем сильнее затуплены режущие кромки, тем шире зона пластической деформации). Явление наклепа при вырезке и пробивке и как следствие его изменение механических и физических свойств металла в зоне резания в ряде случаев вносят изменение в содержание технологического процесса. Например, если вырезаемые кружки имеют толщину более 6 мм и в дальнейшем подвергаются вытяжке, то их после вырезки необходимо подвергнуть термообработке (отжигу) во избежание появления трещин на кромке колпачка. Латунные детали в целях снятия напряжений, а тем самым и уменьшения склонности к растрескиванию нагревают до 300° С. Если заготовки из титановых сплавов подвергаются дальнейшей обработке, их отжигают. Температура отжига для сплавов ВТ 1-1 и ВТ 1-2 составляет 550— 600° С, а для ВТ-5 650—700° С. Ряд деталей радиоприборов и электромашин (сердечники магнитной системы), изготовляемых из электротехнической стали, после вырезки подвергают отжигу и т. д. В последнем случае необходимость отжига вызывается изменением в результате наклепа физических свойств металла (сталь получает повышенные магнитные потери; особенно велики эти потери в высоких и узких зубцах роторов электрических машин, где имеются высокие индукции). Когда процесс изготовления детали заканчивается вырезкой или пробивкой, наличие наклепанного слоя приводит к интенсивному протеканию коррозионных процессов и появлению трещин в зоне наклепа. Наклепанный слой у кромки вырезанной заготовки или пробитого отверстия оказывает влияние на величину пластической деформации при последующих штамповочных операциях, например при вытяжке, отбортовке, гибке и т. п. Из описанных примеров следует, что наклепом после вырезки или пробивки 71 нельзя пренебрегать и в зависимости от характера дальнейших операций или условий эксплуатации штампуемой детали необходимо применять соответствующие меры по устранению наклепанного слоя, например обработку со снятием стружки или термообработку. Из рассмотрения явлений, происходящих при вырезке или пробивке, можно сделать вывод, что потребное для этих операций усилие зависит от габаритных размеров вырезаемой детали (заготовки) или пробиваемого отверстия, толщины и механических свойств штампуемого материала, зазора между пуансоном и матрицей; формы и состояния режущих кромок пуансона и матрицы (при затуплении режущих кромок усилие резко повышается), способа удаления вырезанной заготовки (детали) и отхода. Существующее среди специалистов по холодной штамповке мнение о том, что усилие при вырезке (пробивке) зависит от скорости пуансона, т. е. числа ходов пресса, не подтверждается. При вырезке или пробивке в штампах, где заготовка (деталь) или отход свободно падает через отверстие в матрице, а съем отхода (в случае пробивки съем детали) производят жестким съемником, Усилие Р и работу А определяют по формулам P = LSσ с р k = L S σ B кГ A = x P h кгм где L, — периметр вырезаемой детали (заготовки) или пробиваемого отверстия в мм. K = 1,1 - 1,3 — коэффициент, учитывающий неравномерность толщины штампуемого материала, затупление режущих кромок пуансона и матрицы, наличие сложного напряженного состояния в процессе вырезки или пробивки; х — коэффициент, равный 0,4—0,7 (чем тверже и толще материал, тем меньше х); h - рабочий ход в м. Величину σ ср при вырезке принимают равной 0,8 σ B , в действительности 72 величина σср в процессе вырезки изменяется в зависимости от глубины проникновения пуансона в материал. Величина σ ср может быть определена расчетным путем. Значения σ ср и σ B для наиболее распространенных материалов приведены справочной литературе. Если для вырезки и пробивки применяют штампы, в которых детали (заготовки) и отходы удаляют с помощью резиновых или пружинных съемников и выталкивателей, помимо собственно усилия вырезки (пробивки), при подборе пресса необходимо еще учитывать усилие, расходуемое на сжатие резины или пружины. После вырезки отход, а после пробивки деталь в силу упругих деформаций штампуемого материала остаются на пуансоне. Для снятия отхода или детали необходимо приложить силу Рс, величину которой в кГ определяем по формуле Рc =kсн P где kсн — коэффициент, зависящий от толщины материала и типа штампа; Р— усилие вырезки или пробивки в кГ. Для однопуансонных штампов при S > 1 мм kсн = 0,06 - 0,1, а при многопуансонных kсн< = 0,12 - 0,4. Чем толще материал и больше пуансонов, тем больше численное значение kся. Сила Q кг необходимая для проталкивания одной вырезанной детали (отхода), зависит от механических свойств и толщины штампуемого материала, зазора между пуансоном и матрицей и может быть ориентировочно определена для матриц с цилиндрическим пояском при работе на провал по формуле Q = k P h/ S при обратном выталкивании Q=k1 P, где k, k1 — коэффициенты, принимаемые k = 0,05 - 0,08, k1 = = 0,1 - 0,15 (большие значения принимаются для деталей малых толщин); h — высота цилиндрического пояска матрицы в мм. Для уменьшения усилия при вырезке и пробивке крупногабаритных деталей применяют скошенные 73 пуансоны при пробивке и скошенные матрицы при вырезке (рис. 19). Величина скоса H зависит от толщины штампуемого материала; Для S до 3 мм Н <2S, а для S, равного 3—10 мм, величина Н = S. На пуансоне или на матрице при S до 3 мм угол скоса φ берут до 5°, при S > 3 мм φ до 8°. При таких значениях H и φ усилие уменьшается на 30—60% по сравнению с усилием при обычных пуансонах и матрицах. Усилие вырезки (пробивки) Р в кГ и работа А в кГм при скошенных кромках на пуансоне или матрице (ориентировочно) рассчитываются по формулам P LS B k1 A xP ( S H ) 1000 где L - периметр резания в лш; k1 — коэффициент для L, равного до 200 мм; при H = S k1 == 0,4 - 0,6; при Н > = 2 S k1 = 0,2 - 0,4; х — коэффициент, принимаемый для мягкой стали, латуни, алюминия 0,5— 0,6 при H = S; 0,7—0,8 при H = 2S; H — высота скоса в мм. На пуансоне скос делается при пробивке, т. е. в тех случаях, когда вырезаемая часть материала идет в отход, а на матрице — при вырезке, т. е. когда вырезаемая часть используется как деталь (заготовка). Скос пуансона при плоской матрице применяют и для надрезки с отгибкой в целях образования в штампованных деталях язычков, лапок (рис. 20). В этом случае угол наклона определяется экспериментально. При пробивке нескольких отверстий для уменьшения усилий и исключения коробления деталей, а при одновременной работе малых пуансонов с пуансонами большого диаметра для исключения поломки малых по диаметру пуансонов необходимо прибегать к ступенчатому расположению пуансонов. Смещение пуансонов по высоте должно быть в пределах 0,7— 1.0 толщины штампуемого материала. 74 3.3 ЧИСТОВАЯ ВЫРУБКА И ПРОБИВКА Получение поверхности среза повышенной чистоты (шероховатость 0,5—1 мк) может быть достигнуто при вырезке и пробивке за счет прижима заготовки под высоким давлением к поверхности матрицы или за счет изменения геометрии рабочих частей штампа. Такие способы получили название название чистовой вырезки и пробивки. Сущность чистовой вырезки и пробивки под высоким давлением состоит в том, что штампуемый материал (заготовка) прижимается с усилием более 60 кГ/мм2 к поверхности матрицы. Столь высокое давление способствует повышению пластических свойств материал предотвращает появление скалывающих трещин и как следствие влияет на получение поверхности среза с малой шероховатостью. При вырезке (рис. 16, а) один прижим 1 действует на полосу (заготовку) 2, а другой 3 — на собственно вырезаемую деталь. Чтобы воспрепятствовать перемещению материала во время чистовой вырезки, на торцовой поверхности прижима 1 предусматривается кольцевая зубчатая насечка. При таком способе вырезки ширина перемычки должна быть в 2,5—3 раза больше, чем при обычной. вырезке, т. е. быть не менее 3S Рис 21 Схема чистовой вырубки ( вырезки) Рис 16 Схемы чистовой вырубки Величина удельного давления наружного прижима на этой перемычке и внутреннего прижима снизу на пуансон должна примерно равняться пределу 75 прочности штампуемого материала. Этот способ ограничивается толщиной и габаритными размерами вырезаемых деталей и пробиваемых отверстий. Толщина деталей должна быть больше 3 мм, но меньше 12 мм, размеры в плане при вырезке L>10S, диаметр пробиваемых отверстий d > (0,3—1)S, расстояние между отверстиями (перемычка) m > 0,8S Уместно указать на ряд трудностей в создании давления на материал. Разновидностью рассмотренного способа чистовой вырезки является чистовая вырезка при поперечной осадке, которая создается за счет кольцевого острого ребра. При тонком материале такие ребра делаются только на прижиме (рис. 16, б), а при толстом — на прижиме и на матрице (рис. 16, в). Угол γ = 45°, δ= 30°. Указанный способ чистовой вырезки имеет широкое распространение, однако он, как и ранее рассмотренный, требует дополнительного расхода материала вследствие увеличения размеров перемычек. Второй способ в условиях вырезки имеет два решения: чистовая вырезка на матрице с заваленными кромками и чистовая вырезка пуансоном больших размеров, чем матрица. Второй способ в условиях пробивки имеет только одно решение: чистовая пробивка на матрицах с разваленными режущими кромками. Сущность чистовой вырезки и пробивки на матрицах с разваленными режущими кромками или, как иногда называют, чистовой вырезки (пробивки) с обжимкой (рис. 17, а) заключается в следующем. Пуансон имеет обычную форму, кромки матрицы на высоте Н = (1 – 1.5) S развалены, т. е. имеют закругление. Зазор между пуансоном и матрицей в этих штампах берется до 0,01 мм. Размер матрицы должен быть на 0,02—0,05 мм меньше наименьшего предельного размера детали, это нужно для компенсации увеличения размеров детали после выхода из матрицы. Пуансон •^к-зу' 76 a) б) в) Рис. 17. Схемы чистовой вырезки: а — с обжимкой; б — пуансоном больше матрицы; в — определение размеров пуансона Чтобы избежать изгиба штампуемой детали в процессе вырезки, применяют штампы с прижимом и обеспечивают сильное зажатие заготовки между торцовой поверхностью пуансона и выталкивателем. Точность деталей, получаемых вырезкой с обжимкой, соответствует 7—8 квалитетам точности, а шероховатость поверхности среза — значениям Ra = 1.0 – 1.25 Вырезку с обжимкой применяют для деталей из мягкой стали, нержавеющей стали 1Х18Н9Т и цветных металлов при условии, что контур этих деталей имеет плавные очертания. Укажем, что сталь У8А, бронзу Бр. ОФ 6,5-0,15 вырезать с обжимкой не следует. При наличии острых углов на детали получить качественную поверхность среза невозможно. Если материал детали твердый, кончик угла у детали будет сорван, а если материал детали мягкий, на углах будет сильная утяжка. Если штампуемая деталь имеет отверстия, то пробивать отверстия следует одновременно с получением наружного контура, используя этой цели комбинированные штампы совмещенного действия. Сущность вырезки пуансоном, сечение которого больше отверстия матрицы (рис. 17, б), состоит в том, что в результате давления пуансона материал течет по кромкам матрицы до тех пор, пока между режущими кромками пуансона и матрицы не образуются трещины скалывания. По мере дальнейшего погружения пуансона в материал появляются трещины скалывания, деталь отделяется от полосы и со значительным усилием (вследствие обратного конуса) проталкивается через матрицу. При чистовой вырезке «пуансоном полнее матрицы» может быть два способа исполнения матрицы: 77 а) обычное, т. е. режущая кромка начинается от зеркала матрицы; б) с разваленной кромкой. Во всех случаях пуансон не доходит до зеркала матрицы на 0,1—0,2 мм. Размер рабочей полости матрицы меньше наименьшего предельного размера детали на 0,02—0,05 мм. Первый способ чистовой вырезки «пуансоном полнее матрицы» следует применять для алюминия, латуни, нейзильбера.. Усилие для вырезки с зачисткой для этого случая больше, чем для обычной вырезки, и складывается из собственно усилия вырезки, усилия для срезания излишков материала (припуска на зачистку), трения вырезанной детали о кромки матрицы и усилия для прохождения пуансона по конусному отверстию, образованному в полосе. Усилие при чистовой вырезке пуансоном полнее матрицы рассчитывают по формуле Рчв = Р с где Р — усилие в кГ для вырезки при нормальном зазоре между пуансоном и матрицей; с — коэффициент, принимаемый, для алюминия 1,3 - 1,6; латуни Л62, Л68, мягкой стали 2,25 - 2,8. Приведенные значения коэффициента применимы для вырезки с зазором между плоскостями пуансона и матрицей 0,1—0,2 мм. При уменьшении этого зазора до величины, меньшей 0,1 мм, усилие резко возрастает. Второй способ чистовой вырезки пуансоном полнее матрицы следует применять для низкоуглеродистых нелегированных сталей и алюминия. Кромка матрицы развалена и притуплена. Для этого способа вырезки с зачисткой усилие может быть рассчитано по формуле для первого способа, но его следует увеличить на 15—30% в зависимости от твердости материала детали, его толщины и величины развала рабочей части матрицы. На процесс вырезки пуансоном полнее матрицы и на его силовой режим оказывают влияние механические свойства вырезаемого | материала, форма 78 контура штампуемой детали и размеры пуансона, т. е. величина, на которую пуансон полнее матрицы. Припуск на построение контура пуансона определяется по таблицам справочников. Величина припуска не является постоянной и изменяется зависимости от конфигурации штампуемой детали. На рис. 17, в приведены схемы контура пуансона 1 и матрицы 2 для двух деталей. При расчете размеров матрицы необходимо иметь в виду, что деталь по выходе из матрицы увеличивается на 0,02— 0,05 мм. Точность при штамповке пуансоном полнее матрицы соответствует 7—8 квалитетам, а шероховатость поверхности среза — Ra =1 – 1.25 Помимо рассмотренных способов чистовой пробивки, применяют еще пробивку пуансонами, рабочая часть которых имеет специальную форму. 3.4 ТОЧНОСТЬ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ СРЕЗА ПРИ ВЫРЕЗКЕ И ПРОБИВКЕ Точность при вырезке по наружному контуру и пробивке отверстий зависит от конфигурации размера вырезаемой детали, пробиваемого отверстия, толщины, свойств и состояния материала, его анизотропии, точности изготовления рабочих, фиксирующих и направляющих деталей штампа. Для вырезки деталей обычной точности величина допусков на изготовление рабочих частей штампа принимается по 6, иногда по 7 квалитетам точности. Наблюдениями установлено, что в результате неравномерных напряжений в материале штампуемой детали последняя получается не плоской, а выпуклой (тарельчатой) в сторону матрицы. Этот дефект частично может быть устранен применением в штампе прижима. В результате неоднородных механических свойств материала вдоль и поперек направления проката искажается геометрическая форма детали, особенно при штамповке крупногабаритных деталей. При вырезке из отожженных листов форма искажается меньше, а из наклепанных больше. 79 Рис 18 Поверхность среза при вырезке В результате упругих деформаций размеры отштампованных деталей отличаются от фактических размеров рабочей части матрицы, а после пробивки размеры отверстий отличаются от размеров рабочей части пуансонов. Величина упругих деформаций зависит от: 1) зазора между пуансоном и матрицей: с увеличением зазора вырезанной детали уменьшается, размер а размер пробитых отверстий увеличивается и наоборот; 2) рода материала детали: чем мягче материал, тем меньше абсолютные значения упругих деформаций и больше абсолютные значения остаточных деформаций; 3) линейных размеров детали: при увеличении линейных размеров детали абсолютные значения деформации возрастают; 4) расположения отверстий при пробивке последних в предварительно вырезанной заготовке; если отверстия расположены от края заготовки на расстоянии менее двух-трех толщин материала, контур детали и отверстия будут искажены; 5) толщины материала: с увеличением толщины при всех прочих равных условиях максимальные значения упругих деформаций уменьшаются, а остаточные увеличиваются. К погрешностям формы вырезанных деталей следует отнести погрешность профиля поверхности среза. Последняя при толщине более 1 мм имеет отчетливо выраженные элементы - закругление, блестящий поясок (ободок) и зону скалывания. Количественно погрешность формы в силу многообразия факторов можно 80 определить в каждом конкретном случае из опыта. Качество поверхности. Основными параметрами, определяющими качество поверхности среза, являются: а) Конструкция и состояние штампов и особенно рабочих частей. Шероховатость поверхности рабочих частей штампа при вырезке и пробивке деталей толщиной до 1 мм рекомендуется изготавливать с шероховатостью поверхности Ra = 0.8 – 1.0, а для деталей толщиной свыше 1 мм – Ra = 0.63 0.8. б) Величина и равномерность зазора между пуансоном и матрицей. О влиянии зазора говорилось ранее. Необходимо отметить, что при нормальном зазоре, но затупленных рабочих кромках штампа качество поверхности ухудшается из-за появления заусенцев по контуру детали или отверстий. в) Физико-механические характеристики материала, из которого изготовляется деталь. С повышением пластичности качество поверхности ухудшается. Плохое качество поверхности получается при использовании титановых сплавов, нержавеющих аустенитных сталей и материалов, склонных к наволакиванию. Вырезку (пробивку) деталей из хромоникелевых сталей рекомендуется производить со смазкой вязким сульфидированным маслом. г) Число ходов пресса. Работа на прессах с числом ходов 400 и выше при вырезке деталей из материала толщиной до 1 мм сопровождается улучшением шероховатости поверхности среза. д) При вырезке и пробивке на качество изготовляемых деталей и срок службы штампов оказывает влияние правильный выбор смазки. Особенно большое значение смазка имеет при вырезке деталей из таких материалов, как нержавеющие стали, фосфорная бронза, электротехническая сталь. При штамповке этих материалов следует смазывать поступающий материал. Исследованиями установлено, что шероховатость поверхности среза при вырезке находится в пределах 7—8 квалитетов точности, а при отрезке и прорезке — 8—9 квалитетов. 81 Одним из путей расширения области применения холодной штамповки является замена отдельных операций резания при изготовлении деталей на металлорежущих станках. К числу таких операций в первую очередь следует отнести пробивку отверстий во фланцах втулок, замену фрезерования фасонных фланцев вырезкой, обрезку граней на гайках и болтах вместо фрезерования, снятие фасок, лысок и прорезку пазов у корончатых и круглых гаек вместо фрезерования и т. д. В настоящее время на отдельных машиностроительных и приборостроительных заводах широко заменяют обработку резанием холодной штамповкой ( фаски на плоских деталях, лыски на валиках и пазы незамкнутого контура (шлицы на корончатых гайках, втулках с торцовыми пазами) и подобных им деталях, которые обрабатывают на большинстве заводов фрезерованием. Эта работа более производительно выполняется на штампах, схемы которых показаны на рис. 18, предназначенных для выполнения фасок на пластинах. В первом штампе (см. рис. 19, а) есть пуансон, а матрица отсутствует. Заготовку устанавливают на подставку под заданным углом а и зажимают прижимом. Рис. 19. Штампы для снятия фасок на плоских деталях палых и средних размеров: а — одноместный; б — двухместный При опускании верхней части штампа пуансон 3 срезает фаску на заготовке. После снятия детали цикл повторяется. Во втором штампе (см. рис. 19, б) одновременно срезаются фаски у двух заготовок. Заготовки ставят на подставку 1, где от поворота их предохраняет козырек 2. При опускании верхней части 82 штампа на матрице 4 пуансонами 3 срезаются фаски. Штамп с сопряженными рабочими деталями (см. рис. 19, б) дает более качественную поверхность среза, чем только с одним пуансоном. *:•<* РК Рис. 20. Штамп для снятия лысок на осях и валиках: а — общий вид; 6 — обрабатываемая деталь Штампы для снятия лысок на осях и валиках (рис. 20) состоят из матрицы 1 и подставки 4, куда вставляется штампуемый валик, рукоятки 2 для заталкивания до упора и пуансона 3. Пуансон 3 в зависимости от типа валика имеет вид одностороннего или вильчатого ножа. На подобных штампах прорезают шлицы в стержнях заклепок. В штампах для этих деталей необходимо особое внимание обратить на надежность крепления заготовки и правильный выбор материала для пуансонов. Опыт эксплуатации описываемых штампов показывает, что пуансоны следует изготовлять из стали ХВГ и термически обрабатывать до твердости НRС 58 - 62. Штампы могут успешно применяться для прорезки пазов (шлицев) у корончатых гаек с диаметром резьбы более 20 мм. 83 Рассмотренные приемы штамповки позволяют во многих случаях отказаться от обработки резанием и, не снижая качества, повысить производительность труда в 4—8 раз. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 84 Рассмотрены актуальные вопросы листоштамповочного производства, которые позволяют обьективно оценить роль и значение листовой штамповки в повышении производительности машиностроительного производства. Проанализированы механизмы разрушения материала при листовой штамповке и приведены основные силовые и точностные соотношения, характеристика позволяющие качества обработанной поверхности, оптимизировать выбор способа обработки детали и отдельной операции технологического процесса изготовления детали. ЛИТЕРАТУРА 85 1. Аверкиев А.Ю. Методы оценки штампуемости листового материала.-М: машиностроение.- 1985.-176с. 2. Бабаев Ф.В Оптимальный раскрой материала с помощью ЭВМ.-М: Машиностроение.-1982.-168 с. 3. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки.-М: Машиностроение.1977.-278 с. 4. Прогрессивные технологические процессы холодной штамповки.-Под общей редакцией А.Г. Овчинникова-М: Машиностроение.- 1985.-184 с. 5. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке.-Л: Машиностроение.- 1979.-520 с. 6. Малов А.Н. Технология холодной штамповки.-М: Машиностроение.- 1989.568 с. 7. Е.П. Уиксон ,У. Джонсон , В.Л. Колмогоров .Теория пластических деформаций металлов.-М: Машиностроение.- 1983.-598 с. 8.Технологичность конструкции изделий.-Справочник под редакцией Ю.Д. Амирова.- М: Машиностроение.-1985.-368 с. 86
