Качество деталей, изготовленных различными способами штамповки

Штамповка в жестком штампе

 

Штамповка с помощью жесткого пуансона и матрицы производится на установке, схема которой показана на рисунке 24.

Рисунок 24 – штамповка в жестком штампе [7]: 1 – камера; 2 – матрица; 3 – заготовка;

4 – прижимное кольцо; 5 – пуансон.

 

В камеру 1 установки вставляют жесткую матрицу 2, а к штоку пневмоцилиндра прикрепляют пуансон 5. Прижимным кольцом 4 закрепляют нагретую до Т_ф заготовку в формообразующей оснастке. Вытяжку заготовки осуществляют опускающимся пуансоном. Не изменяя давления, охлаждают изделие 3 до комнатной температуры и извлекают деталь из формы.

Оценивают качество деталей одинаковых форм и размеров, полученных различными способами штамповки. Качественные детали должны иметь минимальную усадку, разнотолщинность стенок, степень ориентации, остаточные напряжения и оптические искажения. Оптические искажения определяют только в деталях типа полусфера, отформованных из прозрачных заготовок.

1. При определении усадки размеры деталей сравнивают с размерами формы по тем же сечениям. Усадку (в %) рассчитывают по формуле:

где D_ф – размер формы, м; D_изд – размер сечения по тому же сечению, м.

 

2. Разнотолщинность стенок деталей определяют изменением микрометрической скобкой толщины стенки детали у верхней ее кромки, в средней части, в углу и середине донышка. Разнотолщинность рассчитываются по формуле:

где h_макс – максимальная толщина стенки изделия, мм; h_i – толщина стенки в данной точке, мм.

 

3. Степень ориентации определяют в различных сечениях детали. Для этого измеряют расстояние между концентрическими линиями, нанесенными на деталь. Помещают деталь в термостат, нагретый до температуры Т_с + 20°С, и выдерживают в нем до тех пор, пока не прекратится изменение размеров детали. Затем деталь охлаждают до комнатной температуры, измеряют изменение ракстояние между линиями и определяют степень ориентации (в %) по формуле:

где а,b – расстояние между линиями до и после нагревания соответственно, м.

 

4. Остаточные напряжения в деталях, отформованные различными способами штамповки, определяют методом активных сред и по температуре релаксации напряжений.

Если деталь, в поверхностных слоях которой действуют остаточные напряжения растяжения, погрузить в жидкую активную среду, то она через некоторое время покроется сеткой мелких трещин. Остаточные напряжения растяжения s и время появления трещин t, отсчитываемое от начала контакта материала с активной средой, связанны следующим соотношением:

где t - продолжительность действия активной среды до появления трещин, с; m и n – постоянные величины.

 

Остаточные напряжения в изделии можно качественно оценить по температуре, при которых начинается релаксация эластических деформаций, зафиксированных в процессе формования.

 

5. Оптические искажения определяют в полусферических деталях, полученных вакуум-формованием из прозрачных пластмассовых заготовок. Величину оптических искажений устанавливают по степени смещения направления светового луча, проходящий сквозь исследуемый участок детали и попадающей на экран с начерченной на нем сеткой [8].