Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Товароведение arrow Технологические процессы в машиностроении

Специальные виды штамповки и обработки листового материала

В опытном, мелкосерийном, а иногда и серийном производствах холодная листовая штамповка при использовании обычного прессового оборудования и конструкций штампов ни экономически, ни по затратам времени для изготовления штампов неоправдана. В этих случаях применяют специальные виды холодной штамповки. К ним относятся: штамповка резиной и полиуретаном, жидкостью и гидростатическая, с подогревом фланца, с глубоким охлаждением заготовки, импульсная (гидровзрывная, электрогидравлическая, электромагнитная, взрывом газов), с применением ультразвука и др.

Штамповка эластичной средой

Схема штамповки эластичной средой показана на рис. 9.59. Гибка листового материала 2 в универсальных полиуретановых матрицах 3 значительно упрощает и удешевляет штамповочную оснастку 4, так как на одной такой матрице можно проводить гибку самых разнообразных деталей с различными углами и радиусами из материалов разной толщины. При этом необходимо изготовить только пуансон 1. Преимуществом этого способа гибки является то, что на наружной поверхности деталей не остается никаких следов повреждений.

Схема гибки в универсальных полиуретановых матрицах

Рис. 9.59. Схема гибки в универсальных полиуретановых матрицах

Это позволяет штамповать детали из полированных листов, а также из заготовок с различными защитно-декоративными покрытиями. Размеры полиуретановой матрицы зависят от конфигурации и габаритных размеров деталей.

Операции вытяжки и формовки с помощью эластичной среды – резины или полиуретана – ведут по двум принципиальным схемам: штамповка эластичной матрицей по жесткому (металлическому) пуансону и эластичным пуансоном по жесткой матрице.

Ротационная вытяжка

Листовые детали типа тел вращения в ряде случаев получают ротационной вытяжкой. Формоизменение заготовки осуществляется обжатием ее роликом по вращающейся оправке. Ротационная вытяжка может осуществляться без или с утонением деформируемого материала (рис. 9.60). Ее проводят на специальных ротационных станках (рис. 9.61).

Ротационная вытяжка

Рис. 9.60. Ротационная вытяжка:

абез утонения; бс утонением; в – пример вытяжки

Станок ротационной вытяжки

Рис. 9.61. Станок ротационной вытяжки

Электрогидравлическая штамповка

Метод основан на импульсном преобразовании электрической энергии в гидродинамическую энергию рабочей жидкости, в результате чего возникают механические силы, пластически деформирующие заготовку. Они возникают либо в результате высоковольтного разряда при пробое диэлектрической рабочей жидкости, либо в результате электрического взрыва проводника, помещенного в рабочую жидкость, которая используется только для передачи усилия на заготовку.

Метод применяют как для формоизменяющих операций (вытяжки, формовки, калибровки, отбортовки, раздачи трубчатых деталей), так и разделительных (вырубки и пробивки). Толщина штампуемых заготовок из высокопрочных или цветных сплавов не превышает 4–5 мм, габаритные размеры -1800 мм. Схемы электрогидравлической штамповки показаны на рис. 9.62. Для схемы с открытой емкостью (рис. 9.62, а) матрицу 2 с заготовкой 3 и прижимами 4 и 5 помещают внутрь корпуса 1, а полость между ними вакуумируют через каналы 7 вакуум-насосом. Затем емкость заполняют рабочей жидкостью б. Над заготовкой размещают положительные и отрицательные рабочие электроды 8, между которыми и осуществляют электрический разряд, приводящий к импульсному гидравлическому удару, деформирующему заготовку по форме матрицы.

Схемы электрогидравлической штамповки

Рис. 9.62. Схемы электрогидравлической штамповки:

а – с открытой емкостью; б – замкнутым объемом

Аналогичный процесс происходит и для схемы с замкнутым объемом. В этом случае заготовка к матрице 2, установленной в корпусе 9 поджимается не прижимами 4 и 5, а крышкой 11 через уплотнение 10.

Электрогидравлическая штамповка имеет ряд преимуществ перед традиционными методами: управляемость процессом за счет варьирования числа и месторасположения разрядных импульсов; возможность плавного изменения энергии импульса; осуществление многократного разрядного импульса и большие возможности для автоматизации процесса и включения установки в общую линию прессового оборудования.

Штамповка взрывом под водой

Она во многом аналогична электрогидравлической. Отличие заключается в том, что деформирующий импульс, передаваемый заготовке, создается не электрическим разрядом, а с помощью подрыва заряда взрывчатого вещества. При этом методе можно получать очень высокие рабочие усилия деформации заготовки.

Магнитно-импульсное формообразование (МИФ)

Магнитно-импульсное формообразование или иначе магнитно-импульсная обработка металлов (МИОМ) – высокоэнергетический метод пластического деформирования металлов и сплавов. Он основан на непосредственном преобразовании предварительно накопленной электрической энергии в работу пластической деформации, т.е. на воздействии на материал заготовки электродинамических сил, возникающих при взаимодействии импульсного магнитного поля с током, который либо индуцируется этим полем в электропроводящей заготовке или электропроводящем переходнике, передающем давление на заготовку через эластичную среду, либо независимо от магнитного поля протекает через электропроводящую заготовку.

Лучше всего с помощью МИФ обрабатывать заготовки из металлов с высокой электропроводностью. Используют следующие технологии: штамповку, сварку, прессование, упрочнение. Основные схемы МИФ штамповкой показаны на рис. 9.63.

Основные схемы магнитно-импульсной обработки

Рис. 9.63. Основные схемы магнитно-импульсной обработки:

а – штамповка листов; б – раздача труб; в – обжим груб; г – штамповка листов эластомером; 1 – заготовка; 2 – индуктор; 3 – боек; 4 – эластомер; 5 – матрица

Значение формообразующих электродинамических сил Р зависит от плотности энергии переменного магнитного поля в объеме зазора между индуктором и заготовкой:

где В – индукция магнитного поля в зазоре, Гн.

Импульсные магнитные ноля создают с помощью магнитноимпульсных установок разрядом батареи конденсаторов через рабочий инструмент – индуктор, вокруг или около которого расположена заготовка. На рис. 9.64 показана одна из малогабаритных установок МИФ.

Установка МИФ

Рис. 9.64. Установка МИФ

Особенностями МИФ являются: высокие давления при импульсном характере деформирующего воздействия; большая технологическая гибкость процесса при несложной технологической оснастке; широкие пределы регулирования рабочего давления на заготовку; возможность формообразования высокопрочных материалов; преимущественная обработка давлением тонкостенных заготовок (операции развальцовки, опрессовки, чеканки, штамповки и т.п.).

Штамповка ультразвуком

Это один из прогрессивных методов, который эффективно устраняет некоторые отрицательные явления, имеющие место при обычной штамповке.

Способ применим как для разделительных операций, так и для формоизменяющих – гибки, вытяжки, формовки.

Сущность способа состоит в том, что от специальных установок подаются ультразвуковые колебания (продольные, радиальные или крутильные) на пуансон, матрицу или пуансон и матрицу одновременно, которые вмонтированы в специальные штампы с расположением очага деформации в пучности смещений или напряжений стоячей волны ультразвука.

Применение в листовой штамповке ультразвуковых колебаний позволяет снизить усилие деформирования, повысить предельную степень деформаций для вытяжных операций, обеспечить высокое качество штампуемых изделий и увеличить эффективность технологических смазок.

Применение ультразвуковых колебаний при листовой штамповке вызывает разупрочнение, связанное с нагревом металла в очаге деформации, и увеличение пластичности.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы