Штамповка исправлено (ТКМ в электронном виде), страница 4

Гибка резиной применяется главным образом в мелкосерийном производстве. Тонкий листовой металл 1 изгибается резиновой по­душкой 2, заключенной в стальную обойму 3 (рисунок 18). Штампы для гибки резиной дешевле обычных, так как одну из деформирующих деталей заменяет универсальная резиновая подушка.

Р исунок 17. Гибка с растяжением: 1 – заготовка, 2 – зажим, 3 - пуансон

Рисунок 18. Гибка резиной: а – до гибки, б – после гибки.

1 – заготовка, 2 – резиновая подушка, 3 – обойма

Размеры заготовки рассчитывают исходя из развертки детали
на плоскость. При гибке изменяется длина волокон в криволинейных участках, а прямолинейные и (рисунок 15, а) остаются постоянной длины. Поэтому деталь разделяют на прямолинейные и криволинейные участки ( , и ) определяют их длины и суммируют для получения общей длины развертки, причем длину криволинейного участка определяют по длине нейтрального волокна радиуса .

Точность при гибке в инструментальных штампах зависит от:

1. формы и размеров изготовляемой детали;

2. однородности механических свойств материала;

3. колебания по толщине заготовок;

4. типа гибочного штампа и точности его исполнения.

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ при гибке зависит от шероховатости поверхности заготовки, поступающей на гибку, геометрии матрицы, величины зазоров, смазки и шероховатости поверхности рабочей по­лости штампа и обычно ниже на один-два класса шероховатости поверхности исходной заготовки.

Технологичность деталей, получаемых гибкой определяют:

1. Радиус гибки пуансона, не должен быть менее допустимо минимального для данного материала.

2. Радиус матрицы не менее трех толщин.

3. Длина отгибаемой части полочки должна быть не менее двух толщин (рисунок 19, а), если отгибаемая часть короче рекомендуемой
   величины, то ее изготовляют более длинной, а затем обрезают по
   высоте.

4. Расстояние края отверстия по линии сопряжения полочки
   с радиусом должно быть не менее двух толщин (рисунок 19, а). При
   меньшем расстоянии пробивку отверстия делают после гибки или
   предусматривают на перегибе отверстие (рисунок 19, б) для предупреждения искажения отверстия.

5. При одновременной двуугловой, четырехугловой гибке длина ли­нии гибки противоположных полочек не должна резко отличаться, так как под действием сил трения может изменяться высота полоски.

6. Угол между линиями гибки и контура должен быть равен 90^о для предупреждения деформации полочек под действием сил трения (рисунок 19, в)

7. Простановка размеров на чертеже детали - наиболее технологичны детали, у которых координаты центров отверстий заданы от края полочки (рисунок 19, г), в этом случае пробивку отверстий совмещают вырубкой заготовки. При другой схеме простановки размеров, для обеспечения заданной точности, отверстия пробивают в отдельном штампе после гибки.

8. Допуски на линейные размеры следует задавать симметричные (рисунок 19, г).

9. Допуски на угловые размеры также задают симметричные в зависимости от относительной величины радиуса гибки и свойств материала.

Р исунок 19. Технологические параметры деталей, получаемых гибкой

Вытяжка. Процесс превращения плоской или полой заготовки в открытое сверху полое изделие называют вытяжкой. Различают вытяжку с утонением стенок детали и без утонения стенок детали.

Вытяжка без утонения цилиндрической детали, схема которой показана на рисунке 20, б, выполняется, когда зазор между матрицей 1 и пуансоном 4 больше толщины материала , т.е. > .

Исходной заготовкой для вытяжки является металлический кружок 2 диаметром , который кладется на зеркало матрицы 1 (рисунок 20, а). Затем пуансон 4 при своем движении вниз под действием силы затягивает заготовку в зазор между матрицей и пуансоном (рисунок 20,б). При этом диаметр заготовки уменьшается, высота изделия увеличивается, элементы заготовки во фланце сжимаются в тангенциальном и растягиваются в радиальном направлениях, а вертикальная стенка растягива­ется. От действия сжимающих напряжений фланец заготовки может поте­рять устойчивость, подобно тому, как это бывает при продольном нагружении тонкой пластинки, защемленной одним концом. Это приводит к образованию гофров (складок) (рисунок 20,г) за счет наличия избыточного материала в заготовке (избыточные треугольники ) (рисунок 20,в). Гофры препятствуют втягиванию заготовки в зазор, что может привести к разрыву. Гофры образуются, когда , в этом случае для

Рисунок 20. Схема процесса вытяжки без утонения: а – положение элементов штампа до начала работы, б – процесс вытяжки, в – развёртка полого цилиндра и избыточные треугольники, г – гофрирование заготовки, д – переходы при вытяжке, е – схема вытяжки на втором переходе.

1 – матрица, 2 – заготовка, 3 – прижим, 4 – пуансон, I,II, , - переходы

предупреждения их образования применяют прижимы (складкодержатели) 3, которые прижимают фланец с давлением 0,1-0,3 кгс/мм².

Процесс вытяжки характеризуется отношением диаметра детали к диаметру заготовки - называемым коэффициентом вытяжки . Предельная величина коэффициента вытяжки , при этом отношение высоты полученной детали к диаметру . Если при заданном d требуется получить большее Н, то и при использовании прижима заготовка сгофрируется или даже разорвется. Поэтому, если требуется большая высота детали, то готовое полое изделие получают за несколько переходов (рисунок 20,д), выдерживая в каждом переходе требуемое отношение . При этом предельный суммарный коэффициент вытяжки может достигать , а до 8-10. Схема последующей вытяжки показана на рисунке 20, е. На качество деталей при вытяжке оказывает влияние изгиб и
спрямление материала у рабочей кромки матрицы, а также изгиб у рабочей кромки пуансона. Вытягивание материала в матрицу возможно
лишь при определенных величинах радиусов на пуансоне и матрице.
Так при радиусах равных нулю процесс вытяжки переходит в процесс
вырубки. При вытяжке назначают , а .

Для уменьшения сил трения, возникающих при деформировании
заготовки, применяют смазки.

Усилие вытяжки определяют по формуле

Форма вытянутых деталей может быть любая: цилиндрическая, коробчатая, коническая и т.д. Обычно открытый торец детали получает­ся по высоте не одинаковым, а наружный диаметр шанца некруглым,
поэтому детали после вытяжки обрезают. Толщина детали по высоте
также не одинакова: у верхнего торца от 1 до 1,3 , у дна – до 0,85 , дно – 0,95 (рисунок 21).

Рисунок 21. Особенности формы детали, полученной вытяжкой из заготовки толщиной 3 мм

Вытяжка с подогревом позволяет за один переход получить вы­соту детали, равную (1,3-2,3) . Сущность процесса заключается в том, что материал нагревается в очаге деформации (рисунок 22) и тем самым уменьшается его предел текучести, а в зоне сформировав­шейся части детали металл охлаждают для его упрочнения. Способ используется для вытяжки главным образом алюминиевых, магниевых и титановых сплавов. Вытяжка осуществляется на гидропрессах или на тихоходных механических прессах.

Рисунок 22. Схема вытяжки с подогревом: 1 – пуансон с водоохлаждаемыми каналами, 2 – прижим, 3 – матрица с электроподогревом

Вытяжку с утонением применяют для изготовления тонкостенных деталей. При вытяжке длина вытягиваемой детали увеличивается за счет утонения ее стенок. Обычно утонение стенок за один переход не превышает 30-35% начальной толщины и обеспечивается соответст­вующей величиной зазора между матрицей и пуансоном - < . При вытяжке толщина дна детали не изменяется. Вытяжку с утонением можно осуществлять через несколько матриц, расположенных последо­вательно одна за другой (рисунок 23).

Рисунок 23. Схема вытяжки с утонением: а – через одну матрицу, б – через несколько матриц.

1,2 – матрицы; 3 – деталь; 4 - пуансон

Вытяжка с утонением по сравнению с обычной вытяжкой имеет следующие преимущества: 1) Проще штампы и прессы. 2) Для получения заданной высоты детали число вытяжных операций может быть меньше, чем при обычной вытяжке. 3) В вытянутой стенке лучше качество металла.

Особенность формы детали, изготовленной вытяжкой с утонением -толщина донца в 5-10 раз больше толщины стенок.

Точность и шероховатость поверхности при вытяжке. Точность вытяжки в значительной степени зависит от точности штампа и рас­сматривается для каждого геометрического параметра детали отдель­но. Точность по диаметру может быть 6-8 квалитет, по толщине стенки 6-9 квалитет, по высоте детали – 12 квалитет.

Шероховатость поверхности детали зависит от качества поверхности матрицы, пуансона и шероховатости поверхности исходного материала и обычно выше шероховатости исходной заготовки.

Технологичность деталей, получаемых вытяжкой.

1. Конфигурация деталей должна быть простой: дно - плоское или слегка выпуклое в наружную сторону, фланец - плоский, боковые поверхности - цилиндрические, конические; вместо конических с малым углом конусности предпочтительнее цилиндрические поверхности.

2. Размеры деталей следует проставлять так: высоту - от дна детали, радиусы закруглений между дном и стенкой - по внутренней поверхности, радиус закругления между фланцем и стенкой - по на­ружной поверхности, размеры уступов по высоте лучше проставлять между дном и ступенью снаружи (рисунок 24).

Рисунок 24. Схема простановки размеров на чертеже детали, изготавливаемой вытяжкой

1. Избегать конструкции деталей с широким фланцем ( > ) и высотой больше двух диаметров.

2. Радиусы сопряжений дна со стенкой и стенки с фланцем должны быть > , а > .

ФОРМОВКА. Процесс изменения формы заготовки за счет местных деформаций называют формовкой. К формовке относятся следующие операции: рельефная формовка, отбортовка отверстий, закатка борта, раздача, обжим и правка.

Рельефная формовка - это операция, используемая для обработки большинства случаев плоских заготовок с целью получения в них различных углублений, выступов, ребер жесткости и т.п. (рисунок 25), при этом в месте формовки материал значительно утоняется (до 50%). При конструировании деталей для изготовления рельефной формовкой следует учитывать, что длина элемента детали, полученного формовкой, ограничивается степенью деформации . Допустимая степень деформации определяется по формуле , где и - длина элемента до и после деформации, - относительное удлинение материала при растяжении.

Рисунок 25. Схема рельефной формовки: а, б – гофры длиной t, полученные на детали рельефной формовкой.

1 – матрица, 2 – деталь, 3 – пуансон

ОТБОРТОВКА - это процесс образования в плоском или полом изделии, с предварительно обработанным отверстием , отверстия большего диаметра с цилиндрическими или иными бортами высотой и радиусом (рисунок 26). Различают отбортовку отверстий и от­бортовку наружного контура. Отбортовку осуществляют в штампах на прессах. Штамп состоит из матрицы 1, цилиндрического, конического или полусферического пуансона 4 и прижима-съемника 3.