1. BUDOWA TŁOCZNIKÓW
1.1. Cel ćwiczenia
Zapoznanie się z klasyfikacją i budową tłoczników.
1.2. Wprowadzenie
Narzędzia służące do obróbki plastycznej elementów o małej grubości w stosunku do pozostałych wymiarów (głównie blach, ale także folii czy płyt niemetalowych) nazywamy tłocznikami. Najprostsze tłoczniki składają się m.in. ze stempla i matrycy, stanowiących elementy robocze tłocznika.
Ogólnie tłoczniki do obróbki plastycznej na zimno dzieli się na:
- wykrojniki,
- tłoczniki gnące,
- ciągowniki,
- tłoczniki do wyciskania i kształtowania innymi sposobami,
- tłoczniki złożone.
W zależności od przyjętych kryteriów tłoczniki dzielimy na szereg grup. Podział tłoczników ze względu na rodzaj wykonywanych prac przedstawia rys 1.
Rys. 1. Podział tłoczników ze względów technologicznych [5]
Wykrojniki są to tłoczniki, w których dokonuje się cięcia materiału. Dzielimy je na:
• wycinaki - wykrojniki do wycinania płaskich wyrobów;
• dziurkowniki - wykrojniki do wycinania w wyrobach otworów o dowolnych kształtach;
• odcinaki - wykrojniki do odcinania materiału lub wyrobu;
• przycinaki - wykrojniki do przycinania kształtowego wyrobu;
• nadcinaki - wykrojniki do nadcinania kształtowego wyrobu;
· okrojniki - wykrojniki do okrawania ukształtowanego wstępnie wyrobu;
• rozcinaki - wykrojniki służące do rozcięcia materiału;
• wygładzaki - wykrojniki do ścięcia niewielkich naddatków materiału na całym lub części obwodu wyciętego wyrobu, w celu uzyskania powierzchni o mniejszej nierówności oraz uzyskania wyrobów o dokładniejszych rozmiarach.
W zależności czy dana operacja wykonana jest przy jednym czy wielu skokach prasy, z przemieszczeniem lub bez przemieszczenia materiału tłoczniki dzieli się na:
• proste jednotaktowe (pojedynczego działania) - w trakcie jednego skoku prasy następuje wykonanie wyrobu;
• wielotaktowe - ukształtowanie wyrobu płaskiego lub przestrzennego następuje w wyniku szeregu zabiegów wykonanych przy odpowiedniej liczbie skoków prasy z przemieszczeniem kształtowanego materiału po każdym skoku;
• jednoczesne - w tłoczniku następuje ukształtowanie wyrobu płaskiego lub przestrzennego w wyniku szeregu zabiegów występujących w trakcie pojedynczego skoku prasy.
W zależności od rozmiarów i wielkości serii produkowanych wyrobów stosuje się tłoczniki:
• jednorzędowe;
• wielorzędowe (równoległe, kształtuje się dwa lub więcej wyrobów).
Innym kryterium podziału tłoczników jest sposób prowadzenia stempli względem matryc (rys. 2),
a) b) c) d)
e) f) g) h)
Rys. 2. Sposoby prowadzenia stempla względem matrycy: a- bez prowadzenia, b- z prowadzeniem w matrycy, c – z prowadzeniem w płycie prowadzącej stałej, d - z prowadzeniem w płycie prowadzącej ruchomej, e - z prowadzeniem pośrednim słupowym, f - z prowadzeniem pośrednim walcowym, g - z prowadzeniem mieszanym; z prowadzeniem słupowym i w płycie prowadzącej stałej, h - z prowadzeniem mieszanym; z prowadzeniem słupowym i w płycie prowadzącej ruchomej [4]
Tłoczniki dzielimy na:
• tłoczniki bez prowadzenia;
• z prowadzeniem bezpośrednim:
a) w płycie matrycowej,
b) w płycie prowadzącej;
• z prowadzeniem pośrednim:
a) słupowym,
b) walcowym;
•, np. zastosowanie płyty prowadzącej i prowadnic słupowych.
Poza wymienionymi rodzajami tłoczników wyróżnia się:
• tłoczniki uproszczone - przeznaczone do wykonania bardzo małych serii wyrobów:
• tłoczniki uniwersalne - traktowane jako normalne wyposażenie narzędziowni zakładów wytwarzających wyroby z blachy, drutów, kształtowników.
W zależności od przewidywanej produkcji, a więc i żądanej ich trwałości tłoczniki dzielą się na cztery klasy - tablica 1. Zależnie od klasy przyjmuje się już pewne typowe konstrukcje zapewniające uzyskanie uzasadnionej ekonomicznej trwałości i wydajności przyrządu.
Tablica 1.
Podział tłoczników na klasy wg. wielkości przewidywanej produkcji [l]
Klasa
Wielkość serii w tyś. szt.
Charakterystyka tłoczników
I
do 5
Konstrukcja jak najprostsza, np. budowa skrzynkowa, brak podstawy, stemple zamocowane przez roznitowanie. Konstrukcja powinna zapewnić minimum kosztów wykonania tłoczników
II
5- 100
Zwiększenie trwałości narzędzia, np. przez zwiększenie grubości płyty matrycowej, zapewnienie lepszego smarowania powierzchni tnących. Można stosować również proste urządzenia zwiększające wydajność tłocznika. W celu ułatwienia obsługi stosuje się przedłużone listwy prowadzące, zderzaki wstępne itp. Ważną cechą jest posiadanie podstawy.
III
100 - 500
Konstrukcja powinna zapewniać wysoką trwałość i wydajność tłocznika. Opłacalna jest automatyzacja niektórych czynności. W tłocznikach lej klasy stosuje się np.: prowadnice słupowe. zderzaki sterowane ruchem głowicy tłocznika, składaną konstrukcję stempli itp.
IV
pow. 500
Tłoczniki te muszą cechować się bardzo wysoką wydajnością przez prawie całkowite zautomatyzowanie niektórych czynność; oraz bardzo dużą trwałością. I tak powinny one posiadać: podajniki, odlepiacze, piloty, hartowane tulejki prowadzące, prowadzenie boczne stempli itp.
1.2.1. Podstawowe części wykrojników
Tłoczniki do realizacji procesów obróbki plastycznej metali, poza narzędziami bezpośrednio odkształcającymi materiał, w postaci stempli i matryc, zawierają szereg elementów umożliwiających spełnienie zadań pomocniczych ułatwiających przeprowadzenie zabiegu, operacji lub całego procesu technologicznego.
Do podstawowych z tych zadań możemy zaliczyć:
• prowadzenie materiału i jego ustawienie względem narzędzi roboczych;
• wstępne bazowanie i docisk taśmy lub pasa;
• prowadzenie słupowe części górnej względem części dolnej;
• zamocowanie tłocznika na prasie;
• transport tłocznika.
Dwa pierwsze z wymienionych zadań spełniają w tłoczniku listwy prowadzące, oporniki, piloty i specjalne elementy dociskowe lub oporowe, znormalizowane lub własnej konstrukcji. Pozostałe funkcje realizowane są przez oprawy słupowe stanowiące integralną część całego narzędzia.
Podział części tłoczników przedstawia rys. 3 a główne elementy wykrojnika rys. 4, 5 i 6.
Rys. 3. Podział części tłoczników [5]
Rys.4. Schemat wykrojnika: 1 – czop, 2 – płyta głowicowa, 3 – przekładka, 4 – tuleja prowadząca, 5 – płyta stemplowa, 6 – stempel, 7 – spychacz, 8 – matryca, 9 – pierścień mocujący, 10 – słup prowadzący, 11 – płyta podstawowa [4]
Rys. 5. Wykrojnik wielotaktowy z nożem bocznym i prowadzeniem płytowym: l - czop, 2 - płyta głowicowa, 3 - przekładka, 4- płyta stemplowa, 5 - stempel, 6 - płyta prowadząca, 7 - pilot, 8 - listwa prowadząca, 9 - płyta tnąca, 10 - płyta podstawowa, 11 -opornik, 12 - listwa prowadząca [4]
Rys. 6. Tłocznik jednoczesny na prasę pojedynczego działania: l - czop, 2 - popychacz główny, 3 - płytka popychacza głównego, 4 - popychacz, 5- płyta głowicowa, 6 - tuleja prowadząca, 7 - słup prowadzący, 8 - płytka stemplowa, 9 - stempel, 10 - wypychacz, 11 - stempel wycinający krążek i jednocześnie matryca wytłaczająca, 12 - sprężyna płyty spychającej, 13 - płyta spychająca, 14 -płyta tnąca, 15 - kołek oporowy, 16 - stempel wytłaczający i jednocześnie płyta tnąca dla otworu, 17 - pierścień dociskacza, 18 - kołek dociskacza, 19 - sprężyna dociskacza, 20 - płyta podstawowa [4]
...
pawelptb