Групповой метод производства деталей штамповкой из жидкого металла
Особые штампы являются дорогими, исходя из этого штамповка жидкого металла использовалась в основном для получения больших партий заготовок. Дабы обеспечить рентабельность штамповки жидкого металла в условиях мелкосерийного и серийного производств, нужно снизить цена ее за счет унификации отдельных штампов и элементов в делом и перехода к групповым конструкциям.
Подробности и узлы штампов одного назначения, повторяющиеся во всех особых штампах для изготовления сходных подробностей, смогут быть выделены в отдельную конструкцию, которую именуют групповым блоком.
Эта работа обязана проводиться по окончании определения и группирования деталей характерных конструктивно-технологических изюминок для каждой группы. Для производства той либо другой заготовки данной группы проектируется и изготовляется лишь сменный формообразующий вкладыш (формовкладыш), состоящий, в большинстве случаев, из трех-четырех подробностей.
Рис. 1. Несколько подробностей, имеющих форму тел вращения
Рис. 2. Несколько подробностей прямоугольной формы
Классификация заготовок. Заготовки классифицируются в основном по конструктивным показателям, каковые являются определяющими параметрами при проектировании групповых штампов. Исходный материал заготовок не оказывает значительного влияния на конструкцию штампа.
На фабриках видится большое количество подробностей, каковые по другим параметрам и конструктивным особенностям смогут быть изготовлены штамповкой жидкого металла.
Штампованные подробности из жидкого металла смогут быть поделены на три группы. К первой группе относятся подробности, имеющие форму тел вращения (рис. 1), ко второй—подробности прямоугольной формы (рис. 2). Третья несколько складывается из подробностей, имеющих наружные впадины либо выступы, для оформления которых нужно в формовкладыше предусмотреть разъемную матрицу.
Любая несколько в зависимости от размеров подробностей возможно разбита на подгруппы. Групповые блоки для изготовления одной группы подробностей конструктивно однообразны, но смогут различаться размерами для каждой размерной подгруппы.
В следствии адресования подробности к группе, в которой она будет изготовляться, определяются главные элементы, относящиеся к блоку и формовкладышу: разъем штампа, метод выталкивания, уклоны для съема подробности, и размеры заготовки. Задача технолога пребывает в определении типового режима изготовления заготовок в зависимости от технических условий и сплава на заготовку.
В картах группового технологического процесса указываются: режим (подогрева заливки штампа и температуры металла); приспособления, нужные для штамповки и плавки металла, и состав смазки, время выдержки и периодичность смазывания. Прилагается кроме этого ведомость подробностей, входящих в группу.
Правила конструирования групповых блоков и сменных формовкладышей к ним. При конструировании групповых блоков нужно прежде всего учитывать конфигурацию подробностей, технические условия на их изготовление и конструкцию пресса. При наличии фрикционного пресса предпочтительнее использовать облойные штампы, при наличии же гидравлического — безоблойные.
последовательность и Характер работ, делаемых при конструировании групповых штампов, по большей части те же, что и при конструировании особых штампов, в частности:
1) разработка чертежей заготовок для данной группы подробностей и определение их размеров с учетом припусков на механическую обработку;
2) определение конструкции разъема и плоскости штампа последнего;
3) выбор положения заготовки при прессовании;
4) выбор метода съема заготовки из штампа;
5) определение посадочных размеров сменных вкладышей в блоке, т. е. габаритных размеров;
6) определение громаднейшего удельного давления с целью выбора рабочего упрочнения пресса;
7) подбор материала для отдельных частей группового блока;
8) разработка рабочих чертежей.
При конструировании кроме этого нужно учитывать удобство работы, т. е. возможность свободного и стремительного удаления за: готовок из штампа в рабочей территории пресса.
В целях увеличения стойкости сменных формовкладышей в блоке должна быть предусмотрена совокупность водяного охлаждения.
При конструировании сменных формовкладышей последовательно решаются следующие вопросы:
1) включение данной подробности в ту либо иную группу и на основании этого выбор группового блока;
2) разработка чертежа заготовки с учетом технических условий на подробность и припусков на механическую обработку;
3) расчет аккуратных размеров рабочей полости вкладыша с учетом допусков и усадки на изготовление заготовки;
4) внесение данной подробности в ведомость соответствующей группы и вычерчивание ее эскиза;
5) вычерчивание неспециализированного вида формовкладыша;
6) деталирование формовкладыша с допусками и исполнительными размерами на изготовление его элементов.
Для сокращения времени на конструирование целесообразно создать и использовать групповые чертежи как на неспециализированный вид, так и на деталировку формовкладышей для каждой группы подробностей, а в целях сокращения сроков изготовления необходимо иметь в инструментальном цехе заготовки на отдельные подробности вкладышей, заблаговременно изготовленные и подлежащие лишь доработке в зависимости от оформляющей полости вкладыша.
Рис. 3. Групповой блок для штамповки подробностей из жидкого металла
Конструкции групповых блоков и формовкладышей для изготовления разных групп подробностей. Схема группового блока для штамповки подробностей группы, изображенных на рис. 1, продемонстрирована на рис.
3. Блок складывается из хвостовика, верхней подушки, пуансонодержателя, что крепится к верхней подушке болтами, сменного пуансона, сменной матрицы, промежуточного кольца, запрессованного в обойму, нижней подушки блока, толкателя пресса и сменного толкателя.
Точность сопряжения матрицы и пуансона обеспечивается применением направляющих колонок с втулками, впрессованными в пуансонодержатель. Между матрицедержателем и промежуточным кольцом имеются канавки, в которых циркулирует вода, охлаждающая сменную матрицу. Для штамповки более больших подробностей употребляется вставка.
Для меньшего износа верхней и нижней подушек под сменный пуансон и сменную матрицу устанавливают каленые прокладки. Сменный формовкладыш складывается из матрицы.
Рис. 4. Сменные вкладыши к групповому блоку
Каждому формовкладышу присваивается шифр изготовляемой подробности. Этот блок выполняется трех размеров, что разрешает устанавливать матрицы-вкладыши 13 с диаметрами в миллиметрах 100, 130, 170 и 200.
Для изготовления подробностей различных размеров помогают формо-вкладыши, продемонстрированные на рис. 4. Они по большей части складываются из верхнего пуансона, толкателя и матрицы. Матрица может иметь дополнительный сменный вкладыш (рис.
4, г).
Для изготовления подробностей той же группы помогает групповой блок, приведенный на рис. 5. От блока, обрисованного выше, он отличается наличием съемника, что разрешает снимать подробности с верхнего пуансона при подъема их вверх. Такая конструкция позволяет изготовлять подробности с уменьшением уклона как по внутренней, так и по наружной поверхности.
Именно поэтому заготовка возможно приближена по конфигурации и размерам к готовой подробности, сокращен количество механической обработки, и уменьшен расход металла.
Блок складывается из хвостовика, закрепленного в плите, и пуансонодержателя, в который устанавливается сменный пуансон. При помощи хвостовика верхняя часть блока крепится к подвижной траверсе пресса. Нижняя часть блока является основанием , на котором закреплена обойма.
В обойму вмонтирована (приварена) вставка, образующая гнездо для установки сменной матрицы и в соединении с обоймой — каналы для водяного охлаждения. На основание укладывается каленая подушка 6 наверху и каленая опорная планка внизу. На подушку при работе устанавливается матрица формовкладыша, а на планку — толкатель.
В большинстве случаев, формовкладыши — безо-блойные.
По окончании установки формо-вкладыша в блок работа выполняется следующим образом: в матрицу заливается металл, опускается пуансон со съемником и происходит запрессовка с последующей кристаллизацией металла под давлением; после этого пуансон поднимается вверх, увлекая за собой заготовку, которая снимается с него съемником.
Вторая конструкция блока (рис. 6) разрешает при замене формовкладыша не снимать блок с пресса. Для замены матрицы достаточно отвернуть гайку так, дабы возможно было развернуть прихваты и снять обойму.
При замене пуансона нужно между плитой и матрицей положить два бруска, отвернуть винты, а после этого поднять ползун пресса с верхней плитой, которая крепится к ползуну пресса болтами и прихватами.
Для замены пуансона, оформляющего фланец подробности, нужно отвернуть винты и снять плиту. Сменные вставки разрешают устанавливать формовкладыши громадного размера, а при малых размерах их экономить легированную сталь, используемую для того чтобы. Для съема подробностей с верхнего пуансона имеется устройство, складывающееся из плиты, пружин и болтов.
Рис. 5. Блок со съемником
Этот блок разрешает изготовлять подробности с уклонами и минимальными припусками, и со сквозным отверстием.
Отверстие оформляется следующим образом. При заливке металла в формовкладыш нижний пуансон, закрепленный на выталкивателе, удерживается в верхнем положении пружиной, благодаря чему залитый металл принимает форму кольца, расположенного около этого пуансона. При опускании прессующий пуансон смещает нижний пуансон, занимая его место и в один момент давяна металл.
В конце перемещения нижний пуансон совсем выходит из заготовки и его место всецело занимает верхний пуансон. Именно поэтому прошивается сквозное отверстие в заготовке. Ввиду больших упрочнений пуансон опирается на каленую прокладку.
Блок имеет водяную рубаху для охлаждения.
Рис. 6. Блок для штамповки подробностей из жидкого металла
Групповой блок, изображенный на рис. 7, разрешает изготовлять в один момент две однообразные либо различные подробности той же первой группы. Он складывается из верхней и нижней частей, каковые крепятся соответственно к верхней подвижной траверзе и к столу пресса. Верхняя часть представляет собой плиты пуан-сонодержателя с закрепленным на них хвостовиком.
Нижняя часть складывается из обоймы, установленной на основании, плит толкателей, толкателя и направляющих колонок. В обойме имеются два гнезда, в каковые устанавливаются матрицы формовкладышей.
Выталкивание заготовок происходит перемещением вверх толкателей, каковые устанавливаются в два гнезда плит.
На рис. 8 представлен блок для изготовления прямоугольных подробностей второй группы размером в плане до 130 X 140 мм. Блок имеет нижнюю обойму — основание с гнездом для установки матрицы формовкладыша.
В верхней части имеется пуансоно-держатель, закрепляемый винтами (по окончании установки в него сменного пуансона) на плите. Последняя соединена с хвостовиком, что закрепляет верхнюю часть блока на прессе и имеет каленую опорную планку под пуансон. Верхняя часть блока центрируется довольно нижней втулками и колонками.
Нижняя часть имеет каналы для охлаждения проточной водой.
Рис. 7. Групповой блок для изготовления в один момент двух заготовок
Рис. 8. Блок для заготовок второй группы
В блоке (рис. 8) устанавливаются формовкладыши, служащие для изготовления прямоугольных заготовок (рис. 9). Они складываются из матриц, верхних пуансонов и толкателей. Кое-какие формовкладыши не имеют толкателей; съем подробностей при таких условиях производится клещами, захватывающими подробность за об-лой.
Это вероятно благодаря большим уклонам на наружной поверхности заготовок.
Ко второй группе смогут быть отнесены подробности, имеющие наружные углубления либо выступы, мешающие извлечению их из штампа прямым выталкивателем без разъема матриц.
Изготовление таких подробностей возможно осуществлено на обрисованных выше блоках. Для этого в конструкции формовкладышей нужно предусматривать разъемные матрицы, каковые извлекаются вместе с изделием и после этого разнимаются, освобождая его. Как пример, свидетельствующего о возможности применения группового способа чтобы получить заготовки сложной значительной массы и формы, возможно привести штамповку колонок высотой до 1200 мм.
Рис. 9. Сменные вкладыши для того чтобы
На рис. 10 продемонстрирована конструкция сборного блока для штамповки подробностей из жидкого металла на гидравлическом прессе. На нижнюю плиту устанавливается и закрепляется неподвижная правая полуматрица.
Левая подвижная полуматрица может перемещаться по плите на протяжении шпонки. При опускании рабочего плунжера пресса обойма охватывает полуматрицы, а клиньями сжимает их, хорошо удерживая в сомкнутом положении. Заливка металла производится в отверстие, служащее для входа пуансона; излишний металл сливается по наклонному каналу, по окончании чего осуществляется выдержка и прессование металла с целью его кристаллизации под давлением.
При подъеме рабочего плунжера обойма вместе с клином 5 поднимается и освобождает подвижную полуматрицу. Перемещение последней осуществляется посредством плунжера, действующего от гидравлического либо пневматического цилиндра. При разъеме полуматриц заготовка остается в неподвижной части, откуда извлекается посредством толкателей.
Для перехода от штамповки заготовки одного наименования к второй нужно заменить пуансон и две полуматрицы.
Рис. 10. Сборный блок штамповки подробностей из жидкого металла
Для обрезки облоя используются групповые блоки со смен ными вкладышами.
Рис. 11. Групповой штамп для обрубки облоя
На рис. 11 продемонстрирована конструкция для того чтобы штампа, где сменными подробностями являются пуансон и матрица. Этот штамп помогает для обрубки облоя на подробностях группы прямоугольной формы.
Экономическая целесообразность применения групповых штампов. При применении группового способа решается задача внедрения жидкой штамповки для того чтобы маленькими партиями, поскольку применение групповых штампов уменьшает до 50 % затраты на изготовление и проектирование оснастки.
В случае если отнести затраты на изготовление групповых блоков и формовкладышей к одной подробности, то возможно выстроить номограмму, разрешающую выяснить оптимальную величину партии, при которой выгодно заготовки из проката заменять штамповкой жидкого металла. На рис. 12 представлена номограмма для определения рентабельности применения штампов при выпуске до 1500 шт. подробностей в год.
По вертикальной оси номограммы отложены значения себестоимости штампов либо формовкладышей, по горизонтальной — величины годовой партии. Экономия, отнесенная к одной подробности, указана на соответствующей лучевой линии.
Рис. 12. Номограмма для определения рентабельности применения блока штампа
Размер годового выпуска В, при котором окупится штамп себестоимостью А, снабжающий экономию Б, находится на оси по окончании проведения пунктирных линий, продемонстрированных на рисунке.
Возможно решать и другие задачи: выяснить себестоимость и экономию штампа.
