На главную


§ 20. Штамповка

Штамповкой называют вид обработки металлов давлением с помощью штампов. Штамповка основана на использовании пластических свойств обрабатываемых материалов. Металлы и сплавы, применяемые в ювелирной промышленности, подвергаются холодной штамповке. Это — один из наиболее распространенных видов обработки давлением, в процессе которого формообразование совершается путем воздействия рабочих частей штампа на материал заготовки, находящейся в холодном состоянии. В качестве заготовки используется листовой материал, в качестве оборудования — механические прессы. Штампы служат технологической оснасткой.
Применение штамповки деталей ювелирных изделий уменьшило себестоимость продукции, облегчило труд ювелира, намного сократив время на изготовление каждого изделия и тем самым способствовало увеличению выпуска ювелирной продукции.
Штамповка — окончательный заготовительный процесс, после которого полуфабрикаты поступают на рабочее место (верстак) ювелира. Операции холодной штамповки делятся на разделительные и формоизменяющие. Разделительные операции — это те, при которых одна часть металла отделяется от другого. К ним относятся: резка, вырубка, пробивка. Формоизменющими называют операции, при которых форма изменяется без разрушения заготовок. К формоизменяющим операциям относятся: гибка, вытяжка, чеканка, правка. Если за один проход выполняют сразу несколько операций, например вырубку, пробивку, гибку и т. д., то такие операции называются комбинированными (компаундными).
Наиболее распространенная разделительная операция — резка. Это разделение заготовки по прямой или кривой линии. Резку листовой заготовки производят на рычажных механических ножницах с наклонными ножами (рис. 23), на дисковых ножницах (рис. 24) и в отрезных штампах. Преимущество резки на рычажных ножницах в том, что можно резать листы без ограничения ширины, однако с увеличением толщины листа требуется большее усилие рук. Это, равно как и скручивание отрезаемой кромки, является недостатками резки. Дисковые ножницы применяются главным образом для продольной разрезки широких лент на более узкие. В отрезных штампах обычно выполняют нарезку заготовок, требующих точных размеров и неискаженной поверхности.

Вырубка — разделение заготовки по замкнутому контуру для получения плоской заготовки с определенным наружным контуром. Вырубку производят в вырубных штампах.
Пробивка — разделение металла по замкнутому контуру для получения в заготовке отверстия. Производится в пробивных штампах.
Выше было дано определение формоизменяющихся операций. Гибка — это изменение формы детали без изменения ее сечения между параллельными плоскостями. Для точности изгиба применяют гибку с прижимным устройством, которое предохраняет заготовку от смещения.
Вытяжка — операция получения полных деталей из плоских заготовок. При вытяжке толщина заготовки может уменьшаться до 20%.
Чеканка (фасонная штамповка) — заключается в образовании рельефа (выступов и углублений) за счет растяжения металла плоской заготовки. При чеканке наблюдается незначительное изменение материала по толщине.
Правка, или рихтовка, — операция придания детали плоскостности, которая заключается в обжатии детали между двумя параллельными плоскостями.
Оборудованием для холодной штамповки служат прессы. В зависимости от условий работы используют прессы различных типов, конструкций и с различными механическими характеристиками.
По конструкции различают прессы с одностоечной (С-образной) станиной и двустоечной (арочной) станиной. По способу приведения в действие прессы делятся на приводные (механические, гидравлические, пневматические) и ручные. Наиболее распространены механические прессы, которые, в свою очередь, делятся на винтовые и кривошипные.
У винтового фрикционного пресса винт, связанный с ползуном, приводится в действие фрикционной передачей, работающей от двигателя. На рис. 25 показан винтовой фрикционный пресс, у которого движение от электродвигателя 1 передается на вал 3, несущий два чугунных диска 2. Расстояние между внутренними сторонами дисков несколько больше наружного диаметра маховика 4, находящегося на конце винте 6 и обтянутого фрикционной лентой. Винт входит в гайку 5, нижний его конец связан с ползуном пресса. Посредством системы рычагов вал можно перемещать вдоль оси, вследствие чего маховик будет фрикционно сцепляться то с правым, то с левым диском и получать соответственно то правое, то левое вращение. Винт, ввинчиваясь или вывинчиваясь, сообщает ползуну возвратно-поступательные движения. При ввинчивании винта — рабочий ход, заканчивающийся ударом, при вывинчивании винта — обратный (холостой) ход.

Фрикционные прессы сравнительно просты по устройству, имеют большой ход ползуна и благодаря ударному действию применяются для ковочных, правочных, чеканных и некоторых других формоизменяющих работ.
Кривошипные прессы составляют самую многочисленную группу прессов штамповочного производства. Они просты по конструкции, экономичны, быстроходны и легко могут быть приспособлены к различным условиям работы. На рис. 26 показана схема кривошипного пресса. Принцип действия пресса заключается в том, что вращательное движение маховика посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуется в возвратно-поступательное движение ползуна. Маховик 7 получает вращение от электродвигателя 8 и с помощью муфты 6, включаемой педалью 1, через систему рычагов сцепляется с валом 5. При включении муфты вал вращается вместе с маховиком и приводит в движение шатун 3, насаженный на кривошип. Нижняя часть шатуна связана с ползуном 2, который совершает возвратнопоступательное движение: рабочий ход — вниз, холостой — вверх. Останавливают шатун с ползуном ленточным тормозом 4.

Штампы для холодной штамповки, используемые в ювелирном производстве, разнообразны, но, несмотря на технологические и конструктивные особенности, все они состоят из двух частей — нижней и верхней. Нижняя часть штампа крепится обычно на неподвижной части пресса (столе), а верхняя — связывается с подвижной частью пресса — ползуном. Формообразование заготовки происходит при смыкании обеих частей штампа под действием пресса.
Классифицируют штампы по технологическим и конструктивным признакам. К технологическим относятся: выполняемая операция — вырубка, гибка, вытяжка и т. д.; степень сложности операций (совмещение операций). К конструктивным признакам относятся: способы сопряжения рабочих частей, фиксации заготовок, способы съема и удаления изделий.
В зависимости от выполняемых функций в штампах различают детали технологического и конструктивного назначения. Детали технологического назначения — это детали, изменяющие форму заготовки, т. е. матрица, пуансон и детали, фиксирующие, прижимающие и удаляющие изделия. Детали конструктивного назначения — те, с помощью которых штамп связывается с прессом, детали, обеспечивающие сопряжение рабочих частей и их крепление, — плиты, хвостовики, колонки, втулки, болты и штифты.
Ко всем штампам предъявляются требования, обеспечивающие качество деталей, высокую производительность, износостойкость, удобство и безопасность работы, простоту установки и снятия штампов. Штампы для холодной штамповки изготовляются из сталей марок: У8 — У13, X, Х9, 9ХС, ХГ и др.
Наименование штампов определяют выполняемые ими операции: вырубку производят вырубными штампами, вытяжку — вытяжными, гибку — гибочными и т. д. Принципиальное различие этих штампов заключается в конструкции деталей технологического назначения — пуансона и матрицы.
Рабочая часть пуансона вырубного штампа (рис. 27, а) соответствует форме контура вырубки, а матрица этого штампа имеет отверстие формы вырубки. Заготовкой для вырубки служит полосовой материал.

Пробивные штампы (рис. 27, б) в принципе не отличаются от вырубных. Разница лишь в том, что заготовкой для них служит не полоса, а вырубленный полуфабрикат. Сложные пробивные штампы пробивают одновременно несколько отверстий, в результате получается ажурный рисунок.
Штамповка деталей ювелирных изделий требует большой точности и минимума отходов драгоценного металла, поэтому в качестве разделительных операций применяется листовая вырубка и пробивка. При чистом разделении металла вырубной и пробивной штампы дают возможность вырубать и пробивать детали с чистой поверхностью среза. Для листовой вырубки матрица изготовляется с закругленными и режущими кромками или пуансон с размерами, превышающими отверстие матрицы. Чистовая пробивка возможна при пуансоне с закругленными режущими кромками.
Гибочные штампы отличаются большим разнообразием конструкций в зависимости от формы штамповочной детали и наличия прижимного устройства. Рабочая часть пуансона имеет направленную выпуклость заданной кривизны, а матрицы — параллельную пуансону кривизну поверхности. Штамповка гибочными штампами происходит без изменения толщины штампуемых деталей.
Вытяжные штампы (рис. 27, в) насчитывают по сравнению с гибочными небольшое число типовых конструкций, хотя вытяжка — наиболее сложная операция листовой штамповки. Пуансон вытяжного штампа имеет поверхность рабочей части с контуром и выпуклостью заданной кривизны. На матрице штампа негативный пуансону рельеф. Не всегда вытяжка может производиться за один проход, поэтому и штампы могут быть: первой вытяжки, второй вытяжки, последующей и окончательной в зависимости от сложности вытяжки.
Для сокращения проходов с целью экономии времени в штампе совмещают две операции, чаще всего вытяжку с пробивкой. Такие штампы называют комбинированными (рис. 27, г).
Штампы для чеканки (рис. 27, д) — самые простые и чаще всего представляют собой пуансон с плоской, гладкой рабочей поверхностью и матрицу, имеющую углубленный в пределах контура полуфабриката рисунок. Выполненные граверной техникой рисунки могут иметь сложный рельеф, но поверхность отштампованных деталей должна оставаться гладкой — без раковин и неровностей. Как правило, чеканные штампы не образовывают сложных узлов (блоков), пуансон такого штампа крепится непосредственно к ползуну пресса, а матрица — к столу.
Правочные штампы тоже очень просты по конструкции. Они состоят из двух одинаковых по размерам плит, имеют гладкие рабочие поверхности. Нижняя плита крепится к основанию штампа, верхняя — к хвостовику.
Для обеспечения безопасной работы штамповщика кнопочное или рычажное управление большинства прессов устроено так, чтобы во время хода ползуна пресса руки штамповщика были заняты. Однако это не исключает возможности травматизма из-за неисправности пресса, неправильной установки и плохого закрепления штампов, штамповки на прессах с ножным приводом и т. д. При работе на прессах любой конструкции запрещается держать руки в зоне действия штампов включенного пресса. Установка и наладка оснастки должны производиться только при выключенном двигателе. Работа на прессах со снятым ограждением подвижных деталей без кожухов запрещается. Наладку неисправного пресса может производить только механик данного цеха, и только после его проверки штамповщик допускается к работе на прессе.


предыдущая страница оглавление следующая страница