Штамповка эластичными материалами, штамповка взрывом, электрогидравлическая штамповка и др

К упрощенные способы обработки листового металла относят штамповку эластичными материалами, давильные работы, высокоскоростную штамповку и т. д.

При штамповке эластичными материалами только один рабочий элемент (пуансон или матрицу) изготовляют из металла, роль другого инструмента (матрицы или пуансона) выполняют резина, пластмассы (полиуретан) и жидкость. На рис.1 приведена схема штамповки резиной. Металлическим инструментом является шаблон, на который укладывают заготовку. Резиновая подушка в ползуне пресса прижимает заготовку к шаблону. Если шаблон имеет острые режущие кромки, то давлением резины вначале отгибают свободные края заготовки, а затем ее :обрывают по режущей кромке. Так выполняют вырубку и пробивку. Подобным способом можно осуществлять гибку, неглубокую вытяжку, отбортовку и формовку. Обычно штампуют заготовки толщиной не более 3 мм.

	Рис. 1 Схемы вырубки и пробивки резиной: 1 – резиновая подушка; 2 – шаблон; 3 – стол пресса; 4 – заготовка (лист)
		Рис. 2 Схемы давильных работ: а – без утонения; б – с утонением; 1 – форма; 2 – заготовка; 3 – упор; 4 – давильник.

Давильные работы предназначены для получения деталей, имеющих форму тел вращения.

Различают, давильные работы без утонения и с утонением стенки. Схема давильных работ без утонения стенки показана на рис. 2, а. Предварительно вырубленную заготовку продольным суппортом прижимают к торцу формы-пуансона (обычно деревянной), укрепленной на вращающейся планшайбе токарно-давильного станка. На наружной поверхности заготовки создают давление торцом давильника (рычага). Заготовка проскальзывает под давильником, который вызывает местную деформацию. Постепенное деформирование заготовки по всей поверхности позволяет придать заготовке форму пуансона.

Давильные работы с утонением (рис. 2, б) изменяют форму заготовки главным образом за счет уменьшения ее толщины без изменения диаметральных размеров. Давильные работы с утонением используют, в частности, взамен вытяжки с утонением, при этом исходную полую цилиндрическую заготовку надевают на цилиндрический вращающийся пуансон. Давильник, перемещаясь параллельно оси заготовки, утоняет ее.

Высокоскоростная штамповка характеризуется тем, что кратко временное приложение больших усилий разгоняет заготовку до скоростей, достигающих 150 м/с; последующее ее деформирование происходит за счет накопленной в период разгона кинетической энергии. Основные разновидности высокоскоростной листовой штамповки — штамповка взрывом, электрогидравлическая и электромагнитная.

Взрывом штампуют обычно в бассейне, наполненном водой (рис. 3). Заготовку, зажатую между матрицей и прижимом, опускают в бассейн. Полость матрицы под заготовкой вакуумируется, чтобы воздух не препятствовал плотному ее прилеганию к матрице. Заряд с детонатором подвешивают в воде над заготовкой. Взрыв образует ударную волну высокого давления, которая, достигая заготовки, вызывает ее разгон. Процесс штамповки длится тысячные доли секунды, а скорости перемещения заготовки соизмеримы со скоростями распространения пластических деформаций в металле.

Взрывной штамповкой с успехом получают пространственные детали, которые при штамповке в металлических штампах изготовляют вытяжкой и формовкой.

При штамповке взрывом не требуется дорогостоящего прессового оборудования, конструкция штампа крайне проста.

Рис. 3. Схема импульсивных способов листовой штамповки: а – штамповка взрывом; б – электромагнитная штамповка; 1 – заряд; 2 – уровень воды; 3 – заготовка; 4 – прижим; 5 – матрица; 6 – к вакуумному насосу; 7 – соленоид; 8 – пуансон;

Электрогидравлическую штамповку также осуществляют в бассейне с водой. Ударная волна, разгоняющая заготовку, возникает при кратковременном электрическом разряде в жидкости. Мощный искровой разряд подобен взрыву. В результате разряда в жидкости возникает ударная волна, которая, дойдя до заготовки, оказывает на нее сильное воздействие и деформирует ее по матрице. Если для полного деформирования заготовки одного импульса недостаточно, рабочий цикл может быть повторен.

Электромагнитная штамповка по принципу создания импульсно воздействующих на заготовку сил отличается от ранее рассмотренных (рис. 3, б). Электрическая энергия преобразуется в механическую за счет импульсного разряда батареи конденсаторов через соленоид 7, вокруг которого при этом возникает мгновенное магнитное поле высокой мощности, наводящее вихревые токи в трубчатой токопроводящей заготовке 3. Взаимодействие магнитных полей вихревых токов , с магнитным полем индуктора создает механические силы q, деформирующие заготовку. Для электромагнитной штамповки трубчатых и плоских заготовок созданы специальные установки, на которых можно проводить раздачу, обжим, формовку и операции по получению неразъемных соединений деталей. К сборочным операциям, выполняемым путем пластического деформирования одной детали по контуру другой, относятся соединение концов труб, запрессовка в трубах колец, соединение втулки со стержнем и т. д.