Воронцов Теория штамповки выдавливанием (1245676), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Редуцированная С учйтом того, что «т,«г=400 заготовка нз стали 20Г МПа, в соответствии с фор- мулой (8.117) среднее значение напряжения текучести о«,=571 МПа. Для р=р«'=0,1 по выражению (8,116) нашли относительную удельную силу редуцирования «7=0,731. Соответствующее натуральное значение удельной силы редуцирования «7„=417 МПа По формуле (8.122) вычислили ход, соответствующий моменту полного заполнения металлом конуса и калибруклцего пояска матрицы: з„=1,336.
С помощью выражения (8.121) определили высоту Н=1,400. По формуле (8.120) нашли «у«,«,=434 МПа. Так как «7,„, > «7„, то, руководствуясь условием (8.119), сделали вывод, что изделие можно получать редуцированием за один переход. Проведенная опытная пггамповка, при которой в качестве смазочного покрытия заготовок использовалось меднение с последующим нанесением смазки ЦИАТИМ, подтвердила достоверность теоретического исследования. Потери устойчивости и бочкообразования при редуцировании изделий не наблюдалось (рис.
8.9). Максимальная удельная сила редуцирования составила 487 МПа, что удовлетворительно согласуется с результатом расчета. Превышение зксперименталь- ного значения на 16,8;4 по сравнению с расчетным объясняется тем, что использованное смазочное покрытие дает больший коэффициент трения, чем 0,1 (487 МПа получается при р=1т~'=0,13). С учетом этого был сделан вывод о значительном влиянии качества смазочного покрытия на силу редуцирования трубных изделий и проведен эксперимент по штамповке фосфатированных и омыленных заготовок, для которых максимальная удельная сила редуцирования равнялась 385 МПа, что на 7,7'~о меньше расчетной.
Рыс. 8.10. Штамп для двустороннего редуцирования 542 Выполненные исследования позволили разработать новую конструкцию штампа для выполнения одновременного редуцирования верхнего и нижнего концов заготовки. Традиционные штампы для двустороннего редуцирования требуют для гарантированного извлечения отппампованного изделия наличия двух выталкивателей в верхней и нижней частях. При этом для привода верхнего выталкивателя требуется пресс двойного действия или штамп сложной рычажной конструкции, который требует соответствующей большой высоты штампового пространства пресса и зачастую не может быть помещен на имеющийся пресс простого действия. На рис.
8.10 показана конструкция штампа, гарантирующая извлечение изделия без наличия верхнего вьпалкивателя [147]. Штамп содержит следующие основные детали: верхнюю 1 и нижнюю 2 матрицы, прикрепленные соответственно к верхней 3 и нижней 4 плитам, установленный в нижней матрице выталкиватель 5, оправки б н 7. Элементы жесткого крепления матриц и оправок общеизвестны и показаны условно. Штамп работает следующим образом. В приемную часть полости нижней матрицы 2 загружают исходную заготовку, после чего матрицы начинают смыкаться и происходит формообразование концов изделия 8 вследствие истечения металла заготовки в каналы матриц 1 н 2. Для гарантии застревания отштампованного изделия в матрице 2, снабжйнной выталкивателем 5, нижняя оправка 7 крепится неподвижно, в то время как верхняя оправка б установлена с возможностью некоторого перемещения как вверх, так и вниз.
В результате после загрузки заготовки в штамп и начала его смыкания оправка 6 под действием своего веса упирается в оправку 7. С началом деформирования она свободно увлекается течением металла в направлении верхнего конца изделия, снижая тем самым трение н, соответственно, давление на матрицу 1 в верхнем очаге пластической деформации.
В результате упругий распор матрицы 1 уменьшается по сравнению с матрицей 2, и, соответственно, снижаются 543 контактные напряжения и трение между отштампованной верхней частью изделия и инструментом, что предопределяет более легкое извлечение изделия из верхней половины штампа. Для большей гарантии при раскрытии штампа оправка б имеет выстой на части обратного хода (рис. 8.10, справа), то есть сначала происходит снятие с отштампованного конца изделия матрицы 1, а уже затем — вьпаскивание оправки 6. Таким образом, составляющие суммарной силы трения в верхней половине штампа преодолеваются поочередно, а не одновременно, как в нижней половине с неподвижно закрепленной оправкой 7.
Вследствие этого при раскрытии матриц сначала происходит снятие с изделия верхней половины штампа, то есть изделие гарантированно остается в матрице 2, откуда затем извлекается выгалкнвателем 5. Описанный штамп имеет еще одно положительное качество. Поскольку из-за подвижности оправки б металл имеет более легкое течение вверх, то он заполняет полость с поперечным сечением Ю~ с некоторым опережением по сравнению с полостью Яз. Это гарантирует получение в данном штампе изделий с концами равной длины без доведения штамповки до полностью замкнутого объема, прн котором резко повышается сила деформирования и снижается стойкостыптампового инструмента.
Последнее часто приходится делать в известных штампах из-за наличия многих практических причин, вызывающих непредсказуемое течение металла то в одну, то в другую сторону. В штампе на рис. 8.10 течение металла гарантированно происходит вверх с полным заполнением соответствующей полости, а затем в противоположную сторону, в результате чего, подобрав объем заготовки, можно обеспечить как требуемую длину нижнего конца изделия, так и зазор Л между этим концом и выталкивателем 5 (рис. 8.10), не вызывая тем самым повышения силы и потерю устойчивости редуцируемой заготовки. 8.5.
ВЫДАВЛИВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ СО СТУПЕНЧАТЫМ ОТВЕРСТИЕМ Рис 8.11. Выдавливание трубной заготовки на неподвижной оправке Рис. 8.12. Выдавливание трубной заготовки ступенчатым пуансоном Возможны два варианта практической реализации такого выдавливания. Первый вариант, показанный на рис. 8.11, включает размещение исходной заготовки на оправке, неподвижно закреплбнной относительно матрицы, и последующее выдавливание кольцевым пуансоном.
После этого полученный полуфабрикат извлекается из полости матрицы с помощью кольцевого выталкивателя, приводимого в действие стержневыми толкателями. Во втором варианте, показанном на рис. 8.12, выдавливание осуществляется сплошным ступенчатым пуансоном, верхняя ступень которого является рабочей, а нижняя выполняет роль оправки. Ввиду того, что в этом случае повьш~ается вероятность застревания заготовки 545 Высокоэффективной операцией, которую можно использовать для получения деталей типа стаканов с отверстием в дне (рис. 8.11, справа) или для получения деталей со сквозным ступенчатым отверстием (рис.
8.12, справа), является выдавливание трубных заготовок на оправке. на пуансоне вследствие увеличения поверхности их взаимного контакта, целесообразно снабжать штамп пружинным съем- ником известной конструкции. Следует отметить, что потребная сила выдавливания во втором варианте будет несколько вьппе, чем в первом, что связано с необходимостью преодоления силы трения между оправочной частью пуансона и заготовкой.
Однако зто компенсируется такими преимуществами, как большая простота формообразующего инструмента, а также большая стойкость пуансона н возможность выдавливания более труднодеформируемых материалов. Последние преимущества обусловлены тем, что площадь поперечного сечения сплошного пуансона больше, чем кольцевого, и, соответственно, приходящаяся на нее удельная сила деформирования будет меньше. Рис. 8ЛЗ.
Параметры выдавливания изделия со ступенчатым отверстием Рабочий ход, необходимый для полного внедрения конического торца пуансона в выдавливаемый материал, опре- 54б делается по выражению 1+ '0 2'0 2 3Я вЂ” ~~ ) (1 — г0) с18а . (8.123) Высоту образующейся стенки изделия (рис. 8.13) можно вычислить по формуле: йг „з (8.124) Напряженное состояние заготовки при выдавливании изделия со ступенчатым отверстием другими исследователями не определялось. В соответствии со схемой на рис. 8.13 напряжйнное состояние прн таком выдавливании совпадает с напряженным состоянием в областях 1 и 2 при выдавливании ступенчатым пуансоном (рис.
6.23) и описывается формулами, полученными нами в разделе 6.6. Относительная удельная сила выдавливания кольцевым пуансоном (рис. 8.13, слева) находится по выражению: 1-0,5(1 — г )сова+ 2рй 1~+ 2(112 1) (15~-,и,, ~9+~,'(3 — 41пг0) — 4г0'11 — 2(1 — г ~)~1фасойх1) 31ш+сойу / У (1 2)2 +ф (8.125) где 0,„определяется по формулам (6.1)-(6.3). + г0 (3 — 41п~~) — 4г0 11 — 41 — г,)'с18асоа2сЦ оаа (1-,')'Р-(1-г0)со~+ Щ (8.126) 547 Начальная высота очага пластической деформации определяется по формуле: При использовании формулы (8.126) следует учитывать, что физически высота Ь1 не может быть меньше Ьа=(1 — гс)с18а. Если в результате расчета Ь1 <Ьо, то следует принимать 61=Ьо.
При наличии упрочнения текущая высота очага пластической деформации определяется по формуле: Ь,„=Ь, 1+1,(1 — 0,2е' — 0,8е '1, ) . (812у) При расчетах параметров выдавливания упрочняющегося материала в соответствующие выражения вместо Ь1 следует подставлять Ь1„. Теперь рассмотрим выдавливание трубной заготовки ступенчатым пуансоном (рис. 8.13, справа).
Для нахождения удельной силы выдавливания в этом случае следует силу выдавливания кольцевым пуансоном сложить с силой трения между нижней ступенью и заготовкой и отнести полученный результат к полной площади поперечного сечения: „1 — (1 «') + 2,2~,ЯН, — ), (8.128) где Нс — высота исходной заготовки. Все остальные формулы остаются в силе. Максимальное давление на стенку матрицы при выдавливании трубной заготовки в обоих случаях будет равно: р =11 1+1-05(1 — г~)соза+21Н/ +д . (8.129) Я' — 1 Для определения величины напряжения текучести о, необходимо проанализировать деформированное состояние заготовки.
Для упрощения рассмотрим пуансон с а=90'. Аналогично разделу 4.5 переносную систему координат, связанную с торцом пуансона, считаем условно неподвижной, полагая, что металл, расположенный под нижней границей очага пластической деформации, движется навстречу пуансону со 548 скоростью го. В этом случае в области 1 скорости течения часпщ металла можно представить в виде следующих выражений, удовлетворяющих граничным условиям и условию несжимаемости: 1+ог+аг †, == о Ь,/ г(о'-р'~ Величину коэффициента обжатия цг находим из условия постоянства расхода: я(Я г )т х(Я 1)т ~ откуда г о 1 — г Ч' йо В области 2 кинематически возможное поле скоростей можно принять в виде с учетом чего скорости деформаций будут определены выра- жениями ко т о дг Ь 549 / (11 — 1)(05+р1)Р 4го +го (3 — 41пго)Л~ ~ -, зю)~ 2(1 2)2(1+~ (8.130) 2.
Вычисляются коэффициент обжатия заготовки о 1 — г Я2 (8.131) и вспомогательная величина И=— (8.132) е 3. Определяется рабочий ход, при котором ноле деформаций в области, примыкающей к стенке матрицы, становится стационарным: Ь, зст 1п(1+ 1~) . Ч 4. Если рабочий ход з < з„, то вычисляется вспомогательная величина: г, = — '1е"" — 1 — ц~). Ч (8.134) Если з >ю,„, то принимается г1=0. 5. Далее принимается з~ = з, если з < з, и з1 = з„, если я >я,„. 550 Далее по методике раздела 4.5 можно найти и соответствующие накопленные деформации, однако для упрощения целесообразно использовать выражение его ~ е „~ =р ~ е, ~, в результате чего останутся в силе расчетные соотношения, полученные в разделе 4.5. С учетом этого величина накопленной деформации при выдавливании ступенчатого отверстия в трубной заготовке определяется в следующей последовательности: 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
