Штампы повышенной точности для отрезки заготовок из пруткового материала
Из всех известных способов отрезки заготовок: ножницами, на прессах, холодной ломкой, механического, анодомеханического, плазменного, электронно-лучевого, лазерного, отрезка на прессах — наиболее производительный и экономичный способ получения мерных заготовок. Наиболее распространены следующие четыре способа: отрезка заготовок точного объема и массы с использованием ЭВМ для расчета геометрических параметров получаемых заготовок; отрезка штампами с дифференцированной затяжкой отрезаемой заготовки; суть метода состоит в том, что усилие бокового прижима заготовки во время отрезки увеличивается или уменьшается пропорционально усилию среза; отрезка втулковой матрицей; этот способ отрезки заготовок из пруткового материала предполагает, что матрица и пуансон в виде втулок, расположенных противоположно плоскости среза на одной оси, осуществляют отрезку заготовок; отрезка кручением или путем комбинации кручения со сдвигом; при этом заготовка зажимается с двух сторон плоскости среза, и один ее конец закручивается относительно другого.
На рис. 7.25 показан штамп для отрезки заготовок с боковым прижимом. Металл подается до упора 6. В начале процесса работы пресса ползуны 4 перемещаются между параллельными направляющими 2. Двигаясь по направлению действующего усилия, они прижимают заготовку к верхнему подвижному ножу 5. После зажима прутка вся система передвигается к нижнему ножу 7, где и осуществляется процесс отрезки заготовки. Обратное движение рабочих органов штампа осуществляется с помощью пружин 1 и 5, после чего заготовка освобождается. Перечисленные выше способы обеспечивают высокую точность отрезки заготовок.
На рис. 7.26 показана схема универсального втулкового штампа для отрезки проката. В корпусе 1 смонтирован подвижный пуансон, совершающий возвратно - поступательное движение. В корпусе и пуансоне находятся режущие втулки 2 и 4. Подвижный упор 5 регулирует длину отрезаемой заготовки. При передаче усилия пресса на пуансон упор 5 освобождает рабочее пространство, а подвижная режущая втулка 2 осуществляет срез.
Ответственными элементами штампа являются режущие втулки, которые в процессе деформации подвергаются циклическим нагрузкам, вызывающим смятие режущих кромок после изготовления ~ 10 ООО заготовок, после чего режущие втулки разворачиваются в корпусе штампа на 30°, и осуществляется последующий цикл отрезки. После изнашивания режущих кромок производят шлифовку торца рабочей части втулковых ножей на глубину 0,2—0,5 мм для устранения овальности в поперечном сечении, и режущие втулки готовы к дальнейшей работе.
В НРБ разработана и внедрена в производство гамма штампов (табл. 7.13), обеспечивающих высокое качество получаемых заготовок. Для оценки геометрической точности штампов служат следующие параметры:
1) эллипсность торца 3—5 % (в зависимости от предела прочности используемого материала);
2) наклон торцовой части к вертикальной оси заготовки 2—2,5%;
3) длина смятого участка 0,1 —0,15D3; 4) шероховатость поверхности Ra=20—40 мкм; 5) допуск ло длине заготовки ±0,5 мм.
Конструкция штампа дает возможность выполнить две операции:
1) редуцирование диаметра заготовки за счет гидропластического формоизменения, обеспечивающего оптимальную шероховатость поверхности и точность ее диаметра;
2) отрезку заготовки на мерные детали.
В процессе деформации редуцирование происходит в условиях жидкостного трения, за счет уплотнительных колец 2, помещенных в обойму 1, после чего заготовка подается в подвижную втулку 4 через неподвижный нож 3 до упора 1 и осуществляется отрезка заготовки. Качество и точность размеров у заготовок, полученных этим способом, значительно выше, чем у заготовок, полученных без редуцирования.
Основные способы отрезки заготовок из труб методами обработки металла давлением подразделяют на две группы:
отрезка труб с прижимом;
отрезка труб без прижима.
В производстве находят применение штампы для отрезки трубных заготовок с отходами. На рис. 7.28 показан подобный штамп. На верхней плите расположен вертикальный нож для отрезки заготовок из труб. Направляющая колонна с копиром взаимосвязана с роликом и толкателем, на котором установлен прорезной нож. Труба зажимается двумя призмами. Двигаясь вертикально вниз, плита, копир направляющая колонна перемещают вправо толкатель и прорезной нож. Он отрезает сегмент трубы на толщину, равную толщине ее стены. При дальнейшем движении плиты толкатель остается в крайнем левом положении неподвижно, а нож 6 входит в прорезь и отрезает заготовку трубы. При выборе схемы отрезки для получения мерных трубных заготовок, так же как и при отрезке сортового проката, учитывают все факторы, оказывающие влияние на точность заготовок.
Процесс отрезки труб без прижима не нашел широкого применения в производстве из-за низкого качества поверхности металла в зоне среза, что связано с неблагоприятной схемой напряженно-деформированного состояния в очаге деформации. Отрезка труб с прижимом тоже не распространена в промышленности из-за трудности изготовления инструментальной оснастки, обеспечивающей надежный прижим стенок трубы в зоне отрезки. В качестве примера отрезки труб с прижимом рассмотрим работу штампа, разработанного и внедренного в производстве в НРБ. Универсальный штамп включает корпус в котором смонтированы втулковые составные ножи. В ограничителе смонтирован эластичный внутренний прижим цангового типа толкатель 1 с коническим концом и съемник. Торец прижима расположен на границе раздела между режущими втулками, а толкатель своим передним концом не доходит на 3—5 мм до указанной границы раздела. В исходную трубу для отрезки устанавливается подвижный составной или монолитный дорн, к которому прикреплен резиновый буфер посредством болта. Натяжение болта регулирует зазор между дорном и трубой. При перемещении трубы до упора плавающий дорн преодолевает трение между трубой и резиновым буфером и смещается до границы среза. При перемещении толкателя происходит прижим по внутренней поверхности трубы, а внешний зажим осуществляется в процессе отрезки трубы. Описанная схема работы штампа для отрезки трубных заготовок может быть использована и при отрезке без прижима.
Экспериментальные данные качества поверхности среза заготовок с прижимом и без него приведены в табл. 7.14.
Технологические параметры обоих процессов: скорость отрезки 0,15 м/с; торцовый зазор между втулковыми ножами 0,05— 0,08 мм. Полученная заготовка трубы имеет диаметр 54 мм при толщине стенки 7 мм. Анализ данных табл. 7.14 позволяет сделать вывод о том, что применение прижима не в полкой мере устраняет дефекты получаемых заготовок и связано с большими допусками на геометрические размеры труб, получаемых в металлургическом производстве.
