Учебное пособие: Изготовление деталей РЭС методами порошковой металлургии и давлением
Операции технологических процессов холодной обработки давлением отличаются простотой и не требуют исполнителей высокой квалификации, вместе с тем детали отличаются высокой точностью и стабильностью геометрических размеров.
Основным содержанием всех способов обработки давлением является процесс деформирования металла заготовки. Технологические процессы обработки давлением основаны на использовании двух видов деформации - пластической и разрушения. Не все металлы и их сплавы хорошо поддаются обработке давлением. Способность их подвергаться холодной обработке давлением определяется пластичностью металла. Чем выше пластичность металла, тем лучше его обрабатываемость давлением.
Процесс пластического деформирования характеризуется напряженным состоянием материала и сопровождается взаимным перемещением отдельных частиц, а также объемов массы заготовки без нарушения сплошности. Кроме изменения формы и размеров, процесс пластического деформирования сопровождается изменением физико-механических свойств металла заготовки - повышения прочности и твердости, снижения пластичности и повышения хрупкости. Процесс упрочнения металла при пластическом деформировании называют наклепом.
Пластические свойства возвращаются металлу благодаря специальной термической обработке - нагреву металла до температуры, составляющей (0,3 - 0,5) Тп , где Тп - температура плавления сплава.
В зависимости от характера деформирования и конструкции штампов, которые определяются типом штампуемой заготовки, холодную обработку давлением подразделяют на объемную штамповку и листовую, называемую холодной листовой штамповкой. Метод холодной листовой штамповки получил наибольшее распространение при изготовлении различных деталей РЭС.
2.2.Холодная листовая штамповка
В качестве исходного материала при изготовлении деталей используют листы или ленты определенного размера и толщины.
Для характеристики металлов, обрабатываемых холодной листовой штамповкой, служат параметры: предел прочности σв ,предел текучести σ0,2 , предел прочности на срез σср и пластичность δ.
В производстве деталей РЭС применяют прокат из стали, титана и сплавов цветных металлов на основе алюминия, меди нижеперечисленных марок.
Прокат тонколистовой холоднокатаный из малоуглеродистой качественной стали марок 08, 08 кп, 10, 10 кп толщиной 0,5 - 3,0 мм, ширина и длина листов регламентируются ГОСТ 19904.
Прокат тонколистовой из конструкционных низколегированных сталей 14Г2, 09Г2, 12ГС и других марок толщиной 0,5 - 3,5 мм.
Тонколистовая коррозионно-стойкая сталь толщиной 0,7 - 3,9 мм (ГОСТ 632) марок 08Х13, 12Х13, 12Х17, 12Х18Н9Т. Прокат из титановых сплавов марок В1-00, ВТ3-1, ВТ5, ВТ5-1.
Для изготовления корпусов гибридных интегральных микросхем применяется прокат сплавов марки 29НК (ковар), 47Н, 47НК.
Лента холоднокатаная из сталей 08, 08 кп, 10, 10 кп имеет толщину 0,05 - 4,0 мм и ширину 4 – 450 мм.
Листовой прокат из алюминия и его сплавов (ГОСТ 21613) марок А2, А3, АМц, АМг2, АМг6, Д1, Д16, В95. Листовой прокат из меди и ее сплавов (ГОСТ 495, ГОСТ 931) марок М1, М2, М3, Л68, Л63, ЛС59-1.
Разнообразные операции холодной штамповки по характеру деформации объединяются в две группы: разделительные и формоизменяющие. К первым относятся операции, связанные с полным или частичным отделением одной части материала от другой по замкнутому или незамкнутому контуру (отрезка, разрезка, вырубка, пробивка, надрезка, обрезка, зачистка). К формоизменяющим относятся операции, связанные с изменением формы и размеров заготовки, перераспределением и заданным перемещением объема металла (гибка, вытяжка, отбортовка, правка, формовка).
2.2.1.Разделительные операции листовой штамповки
Отрезка - это отделение части материала по незамкнутому контуру ножницами или в штампах.
Ножницы для отрезки листового материала бывают параллельные, гильотинные, роликовые, дисковые и вибрационные (рис. 9.1). Параллельные, гильотинные и роликовые ножницы с прямопоставленными ножами применяют для прямолинейной отрезки, а роликовые с наклоннопоставленными ножами и вибрационные - для криволинейной отрезки.
Для выбора ножниц усилие Р рассчитывается по формулам:
для ножниц с параллельным расположением ножей
, (9.1)
для гильотинных ножниц
, (9.2)
для дисковых ножниц
, (9.3)
где L - длина реза, мм; σср – сопротивление материала срезу, Мпа; S - толщина листа, мм; φ, α - угол раствора ножниц и угол захвата для гильотинных и роликовых ножниц, град; h - глубина вдавливания ножей в материал к моменту начала скалывания находится из соотношения h = (0,3 – 0,8)S в зависимости от механических свойств материала заготовки; m – число пар дисковых ножей.
Отрезку в штампах используют для малогабаритных заготовок по криволинейному или замкнутому контуру.
Вырубка и пробивка. Вырубку по контуру и пробивку отверстий производят на штампах. Рабочими элементами штампа являются режущие кромки матрицы (неподвижной части штампа) и пуансона (подвижной части штампа).
Конфигурация и минимальные размеры деталей и их элементов, получаемые пробивкой и вырубкой, изображены на рис. 9.2. На рисунке S - толщина листового материала; К - коэффициент, применяемый для мягкой стали - 1, высокоуглеродистых и легированных сталей - 1,4; для сплавов на основе меди и алюминия - 0,75.
h > 1,2 S · K b > 1,55 S · K