Романовский - Справочник по холодной штамповке (1246231), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Во второй стадии вытяжки имеет место сложная пластическая деформация, в процессе которой элемент плоской заготовки ! (рис. 81, а) изменяет свои размеры Рве. з!. двформвцня элемента фланца <а) в схема обрввоввввя гвфров (б) прв вытяжке (удлиняется в радиальном и укорачивается в тангенцнальном направлении) н занимает положение П, а затем подвергается изгибу н превращается в элемент боковой поверхности полого изделии.
Условие пластичности деформируемого фланца, определяющее момент перехода его в пластичное состояние, выражается уравнением (с учетом знаков напряжений) и, + аг = 1,)бар. Вначале для элемента заготовки ), находящегося вблизи наружного края фланца (рис. 81, а), наибольшей является деформация тангенциального сжатия, средней— дмрармация удлинения в радиальном направлении, а наименьшей — утолщение металла. В результате деформации тангенциального сжатия при вытяжхе тонкого материала легко возни кает потеря устойчивости фланца, благодаря чему на нем образуютси гофры. В толстом материале, прн тех же размерах заготовки н изделия, возникновение гофров зитруднено благодаря большей устойчивости фланца заготовки.
При перемещении элемента к вытяжному ребру матрицы наибольшей становится деформация рациального удлинения, так как тангенциальное сжатне постепенна уменьшается. При переходе элемента через вытяжное ребро матрицы эта деформация элемента усложняется появлением дополнительной деформации пространственного изгиба. После этого элемент заготовни переходит з криволннейво-вертнкальную стенку и претерпевает небольшое осевое удлинение вдоль образующей, прн утоненин материала. ПРОЦЕСС ВЫТЯЖКИ ЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛОВ Дно изделии подвеРгаетсЯ неболыпомУ плоскомУ Удлинению (1 — Зв(ч) н Уто.
нению (2 — 5%), которыми в большинстяе случаев практически можно пренебречь. Произведенные опыты показывают, что деформация цилиндрических стенок в зазоре и у донного закругления продолжается на протяжении всего рабочего хода и сопровождается непрерывным уменьшением толщины материала. На рнс. 81, б приведена схема образования гофров (волн) по краю вытягиваемаго фланца. Под действием напряжений тангенциального сжатия происходит потеря устойчивости б!Ланца заготовки н образование волнообразного гофра ()„этап !).
В результате ударного приложения на) рузки к заготовке возникший гофр упруго деформирует складкодержзтель н его крепление и увеличивает зазор между ним н матрнцей. Дальнейшее действие тангенпнального сжатая усиливается вследствие непрерывного уменья|ения наружного диаметра заготовки при вытяжке. Зто приводит к сплкщиванию гофрированной волны (этап 2), а затем к потере устойчивости плоской части гафра, которая прогибается в обратную сторону (этап 3). В результате образуется более мелкий гафр, в котором вместо одной возникли трн волны длиной !в (этап 4).
Процесс гофрообраэавання продолжается скачкообразно и дальше до тех пор, пока не образуется вполне устойчивый мелкий гофр. В зависимости оч различной степени устойчивости фланца заготовки, харак)ернзуемой отношением 5)в(, а также от различной степени деформации К = О!д первоначально возникает различное количество волн по окружности. При достаточно большой относительной толщине заготовки гофрнровання не происходит, так как фланец не теряет устойчивости в процессе вытяжки. Наиболее опасным местом детали является зона перехода от дна к стенкам вследствие возникшего здесь в начальной стадии вытяжки значительного утонення материала и больших растягивзющнх напряжений. Прн большой степени деформации илн в случае образования складок на заготовке растягнваюшие напряжения в опасном сечении превышают его прочность и приводят к отрыву дна.
Условие прочности опасного сечения определяет возможную степень деформации при вытяжке и выражается зависимостью для сталей 08 — 1О а,х «1,2а„; для стали 12Х18Н9 п~,„«1,4а, Здесь и — максимальное напряжение в опасном сечении; п — истинное сотах противление разрыву. О навине направление рац анального по р ния или улучшения процесса вытяжки заключается в создании наиболее благоприятных условий дефармировання металла с целью снижения растягнвающих напряжений в опасном сечении: 1) уменьшении напряжений в начальной стадии вытяжки; 2) уменьшении сопротивления плоского фланца деформированию; 3) повышении прочности металла в опасном сечении; 4) свиженни тангенциальных напряжений сжатия в деформируемом фланца или повышении его устойчивости с целью предотвращения образования складок. В результате выполнения указанных условий достигают увеличения глубины вытяжки за одну операцию, уменьшения количества операций, улучшения процесса вытяжки деталей сложной формы.
Необходимо указать, что при разных способах вытяжки не все нз укаэанных выше условий будут одинаково благоприятны. В технологическом отношении способы вытяжки необходимо различать главным образом по виду напряженного состояния деформируемой части заготовки. Геометри- ческая форма детали является в этом отношении вторичным признаком. Следует различать трн основных способа вытяжки. !.
Вытяжка полых деталей путем превращения плоского фланца в цилиндриче- скую илн коробчатую форму, при создании во фланце плоского напряженного со- стояния по схеме сжатие — растяжение (рнс. 81). Сюда относится вытяжка цилиндри- ческих, овальных, коробчатых и других деталей с вертикальными илн слегка наклон ными стенками, ПРОЦЕСС ВЫТЯЖКИ ЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛОВ ВЫТЯЖКА 84 2. Вытяжка сферических, криволинейных и сложной формы деталей в штампах с вытяжными (тормозными) ребрами.
В этом случае под пРижимом преобладают рас- тягивающие напряжения н деформации, а в остальной дефармируемой части заго- товки возникает напряженное состояние двустороннего растяжения. 3. Вытяжка эластичной матрнцей н фракционная вытяжка, создающие за- талкивание заготовки, в результате чего снижаются растягиаающие напряжения в очаге деформации и облегчается процесс вытяжки. В первом способе вытяжки наиболее благоприятные условия деформирования заключаются в максимально возможном уменьшении сопротивления плоского фланца деформированию.
Это достигается путем применения металла пониженной прочности, отжигом заготовки, нагревам фланца, вытяжкой без прижима, эффективной смазхой. В Результате снижаются растягивающие напряжения в опасном сечении, улучшается условие прочности этого сечения и становится возможной более глубокая вытяжка.
Во втором способе вытяжки в штампах с вытяжными ребрами значительная часть заготовки вначале находится вне контакта с рабочими частями штампа и легко образует гафры и морщины. Для их предотвращения приходится создавать повы- шенные радиальные растягивающие напряжения и искусстввнно увеличивать сопро- тивление деформируемого металла путем перетягивания его через вытяжные (тор- мозные) ребра. При этом значительно возрастают растягнвакоцие напряжения в опас- ном сечении и ухудшается условие его прочности. Для того чтобы в данном случае создать благоприятные условия дефармироваиии и избежать разрыва, нада обеспе- чить условие прочности опасного сечения, Зто возможно лишь при применении ме- талла повышенной прочности и упрочняемости при достаточно высокой пластичности (вязкости). Автором исследован и предложен способ вытяжки из закаленных и отпущенных тонкалистовых заготовок малоуглеродистой стали, давший положительные резуль- таты !!09).
Отжиг или нагрев ааготовох с целью увеличения пластичности в данном случае недопустим, так как приводит к понижению их прочности и преждевременному разрыву. Третий способ вытяжки обладает наиболее благоприятными условиями дефор- мирования, потому что в этом случае прочность опасного сечения позволяет получить значительную степень деформации. Следовательно, для рассмотренных способов вытяжки необходимо выбирать мешала с различными механическими соадсачоами иаи в различном сасшалниа: в пер- вом способе вытяжки — повышенной пластичности при пониженной прочности (стали 08 — 10 в отожженном или нормализованном состоянии с дрессировка ); акой); во втором способе вытяжки — повышенной прочности при достаточно высокой пла.
стичности и вязкости (стали 08 — 10 после специальной обработки, нержавекяцая сталь 12Х18Н9Т); в третьем способе применим металл без повышенных механических свойств. На рис. 82 приведены схемы напряженно-деформированного состояния в разных у ст ча ках изделия при обычной вытяжне с прижимом (схладкодержателем). ости ап едедля наглядного представления о'характере деформации и возможности а Ред- ления ее величины на отдельных участках применяют метод нанесения и ния иа заготовку прямоугольной илн радиально-кольцевой координатной сетки, а з е у затем изучают ее искажение прн вытяжке. Измерения искаженной сетки показывают, что Р , что в пе вой операции вытяжки деформация гэнгенциального сжатия превосходит д р ит о манию радиального растяжения.
При вытяжке происходит изменение толщины стенок деталей. В случае вытяжки цилиндрических деталей без фланца наибольшее утонение составляет 1Π— 18,4, яог а утолщение у края 20 — 30ом ат толщины материала. Толщина материала в месте перехода от дна к стенкам уменьшается с увеличением степени деформации, относи- тельной толщины загатовни 5/(), пластичности металла, количества операций вы- тяжки и с уменьшением радиусов закругления пуансона и матрицьь Приблизительная толщина края определяется из следующих зависимостей: для деталей без фланца 5' = 5 ) /)/01 для деталей с фланцем 5' = 5)/ОФВ, где 5'„5 — толщина края детали и заготовки, мм; /), 0 — диаметр заготовки и вы- ' Ф 'Ф+ Ф Вг бг ф ~о, Ег бг бз Рнс, 82, схемы «оцрвжоввя в хойорывцня арв вытяжке !а — во. врвжоввв; о — Хойорывцв»; ввлокоы у а в в овввчоыт: г — рвано.
львыо; à — товговцввльвыв: о — осовыо1 Более показательна исследование изменения координатной сетки в логарнфми. ческих деформациях '. Удлинение в радиальном направлении аг !п (г/го) где г, — начальный радиус сетхи на заготовке; г — конечный радиус тай же сетки после вытяжки. Сжатие (укорочение) в тангенциальном направлении е аг = 1п (О/0о) = — 1п (йо/д) ц 0.0 где 0о — начальный, а г( — конец- в 0,2 ный диаметр сетки. Изменение толщины материала ь, 0/ е, = 1п (5/5о). 0 Прн этом вследствие настоян- -0,1 ства объема металла существуют зависимости (с учетом знаков де.
формаций) е,— э/-+ е,=О -02 -00 В -0,0 цд ' Логвриэывчесвимв цо$орыоцвоыв принята ввоывоть деформации, величаво которых выражало в логврвфывчосвоа Аюрыо. г/го 0/0о ' 5/5о = ! На рис. 83 приведены кривые Рнс. 88. Лозюрыоцвв црв цвлввхрвчоокое вытвжко изменения логарифмических деформаций (е„, зг и ч ) в разных тачках вытянутого цилиндрического изделия А, В, С, Р. Зги кривые паказыва~от, что на участке донного закругления и несколько выше, где происходит утонение материала, вытяжкл 87 пРОцесс Вытт|жки листОВых метАллОВ 29. Основные свасабы вытяжки Продолжемие табл. 29 Способ пмтпжии Способ внтпжпи Обозначение Облесть применении Обозиечеиие Область примеиени» ахене емтижки Изготовление полых деталей небольших и средних размеров на прессах простого и двойного действия Вырубка и вытяжка комбинированными штампами 1 — вытяжной пуансон; 2-вытяжная матрица; 8 †заготов Вытяжка без прижима заготовки ую щне дб|кшпгкн Многопози.
циоиная вытяжка в ленте 1 †вытяжной пуансон; 2 — прижим (складкодер. ж атель); 8 — вытяжная матрица Вытяжка с прижимом заготовки П р и м е ч а и и е. Длп прессов простого действия примепеетси обратное расположение рабочих частей штеппе 1 — вытяжной пуансон; 2 — пуансон матрица; 8 — вытяжная матрица; 4 — вы- талкиватель 1 †протяжной пуансон; 2 — протяжное кольцо (матрица); 8 — фиксатор Вытяжха с утонением (протяжка) Сдвоенная вытяжка, а также вытяжка двустенных полых деталей Обратная вытяжка (с выворачиванием) 1-и Оы|ппжко Вя и поспйующне броня|яки Неглубокая вытяжка из тонкого материала и глубокая при сравнительна большей толщине материала.
Для первой вытяжки при 5 (0,01 . 0,03) Р и ат=(0,60 . 0,80) О. Для второй вытяжки при 5=(0,01 . 0,03) 0 и с|с=(0,78, 0,90) ав Большему значени|а 5 саатветствуег меньшее значение Глубокая вытяжка из сравнительно тонкого материала. Для первой вытяжки при 5=(0,001 —:0,020)0 и Ст=(0,45 —:0,6) 17. Для второй вытяжки при 5=(0,00! ' 0,02) 1) и Оз=(0,70 —:0,8)41. 5)а пРессе ййей-)(а кройошнпного дейсшйно ооаг прессе 1 †вытяжная пуансон; 2 — вырубная матрица; 8 †вытяжная матрица; 4 — вырубной пуансон; 8 в пуансон- матрица; б — прижим; 7- выбрасы- ватель 1 — вырубиой пуансон; 2 — вытяжные пуансоны; 8 — матрица", 4— выталкиватель; б — прижим Изготовление небольших деталей (а ( 100 мм) типа колпачков, крышек, пустотелых заклепок и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
