Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 24
Текст из файла (страница 24)
Действительно, если толщина исходного стакана увеличивается по мере приближения к краевой части, то в процессе вытяжки а очаг деформации будут поступать элементы заготовки с большей толщиной, для деформнрования которых требуется все возрастающее усилие. Изложенное наглядно иллюстрируется графихами изменения усилия вытяжки по пути пуансона, приведенными на рис. 3.28.
Из графиков видно, что отжиг значительно уменьшает усилие вьпяжки н что усилие интенсивнее возрастает при вытяжке заготовки без отжита между переходами, чем при вытяжке отожжсипой заготовки. Разная интенсивность возрастания усилия является следствием того, что при вытяжхе без отжита росту усилия способствует увеличение напряжения текучести и толщины по мере прнближсчия к краю исходного стакана, а при вьгтязкке отожженного стзкапа влияет только увеличение толщины вдоль образующей стаканз Увеличение усилия деформирования к концу вытяжки приводит к тому, что па последующих переходах вытяжки разрушение заготовки обычно происходит нс в начальном, а в конечном периоде деформировапия. Разрушение происходит, как правило, вблизи перехода от скругленной по кромке пуансона части заготовки к стенкам вытягиваемого стакана.
Следует отмстить, что при выгяжхе без межоперационных отжигов перааззомерность значений напряжения текучести в очаге деформации меньше, чем прн вы-яжке отожженной заготовки. Действительно, после вытяжки из плоской заготовки напряжение текучести в стенках вытянутого стакана уменьшается от края к донышку. В та жс время деформация па последующем переходе вытяжки увеличивается а очаге деформации от края к донышку, а следовательно, прира- 122 щение напряжения текучести, возникающее в этом переходе, также увеличивается ат края к донышку. Таким образом, прирост напряжения текучести прн деформировании на последующем переходе в киюйто степени компенсирует убывание напряжения текучести от края к донышку в цюгиидрнческой заготовке, полученной нв первом переходе вытяжки.
Как видно из сказанного, промежуточные отжиги дают возможность несколько увеличить допустимую степень деформации на последующих переходах вытяжки. При изготовлении деталей с большим отношением высоты к диаметру межоперационный отжиг позволит уменьшить число переходов вьзтяжки, а следовательно, штампов н оборудования, необходимого для реализации данного технологического процесса. Для межоперационного отжита требуются нагревательные устройства, которые размещаются обычно в специальных отделениях цеха. После отжига зачастую требуется травление для снятия окалины и промывка для удаления остатков травителя. Все это усложняет технологический процесс, увеличивает число транспортных операций, ухудшает условия механнзацпи и автоматизации производства. С учетом сказанного может оказаться, что организация многопереходпой вытяжки без промежуточных отжитое, несмотря на увеличение числа переходов, будет экономически выгоднее миогопереходной вытяжки с промежуточными отжигами.
Исследования И.Л. Норнцына [12) показали, что многопереходной вытяжкой без промежуточных отжнгов можно получать детали с отношением высоты к диаметру свыше пяти (суммарный коэффициент аьгтязккн достигал значения примерно К = !)Щ = 5 при числе переходов, доходящем до десзггн). В процессе проведения опытов И А. Норзщын столкнулся с возникновением нового типа разрушения заготовки, а именно с появлением продольных трещин на вытягиваемом цилиндрическом изделии. Вто явление связано с воздействием изгибающих моментов на еще не протянутую цнляндрическую часть полуфабриката предыдущей ВЬзтижхи. Ранее было показано, что у границы очага деформации на этапе установившегося доформирования имеет место резкое изменение кривизны срединной поверхности в меридиональном направлении.
В соответствии с этим у границы очага деформации действуют моменты, которые в элементах, поступающих в очаг деформации, вызывают изменение кривизны срединной поверхности, а в стенках еще пе протянутой части заготовхи появление тангенциальных растягивающих напряжений (рис. 3.29). Если принять, что изгибающий момент (на единицу длины) определяется по формуле М =- 1/4 олз н что тангенциальные напряжения о, постоянны по длине 1 непротянутой цилиндрической части исход- 123 ной заготовки, то условие равенства моментов может быть записано в виде — Оа г Лаа!у = 2оою! — —. 1 з с~у ! 4 2 2 (3.84) Из полученного равенства можно определить среднее по длине участка ! напряжение ое: з! з ов 2!2 (3.85) Из формулы (3.85) видно, что по мере осуществления вытяжки нли уменьшения длины ! тангенциальные напряжения о,, действующие в стенках непротянутой части заготовки, увеличиваются.
В определенный момент эти напряжения могут достичь значения, равного напряжению текучести. Легко установить, что папрюксние а, = о, возникает тогда, когда ! < у!зЛ,Т2 (3.86) Рис. 3.29. евана всаникнсвения весеягиваюпаик аюпрянений Прн такой длине непротянутой части в заготовке начнутся пластические деформации. Отсюда следует, что на заключительном этапе вьпяжхи краевая часть заготовки получает увеличение днкмегральных размеров (под действием растягнвающнх напряжений о, возникают пластические деформации растяжения с,). Увеличение диамстральных размеров по сравнению с размером искодной цилиндричес- кой заготовки происходит до того, как я, этот участок заготовки прнйдет в соприкосновение с конической рабочей частью матрицы. Следовательно, на заключительном этапе деформирования могут немного увеличиться размеры очага деформации (в пластическую деформацию включается краевой цилиндрический участок).
Однако это увеличение размеров очага деформации не должно приводить к увеличению растягнвающего напряжения в опасном сечении, так как одновременно с этим увеличивается радиус кривизны Ле участка свободного изгиба, а следовательно, уменьшаются прнрап1енйя папряжения о, вызванные изгибом и спрямленнем по границам участка Р' свободного изгиба При многократной вытяжке без межоперационнык отжигав краевая часть заготовки получает значительное упрочнснне, прн котором пластичность металла существенно снижается.
В этих условиях возникновение пластической деформации растяжения по краю заготовки может привести к исчерпанию ресурса пластичности и от края заготовки начнется разрушение с образованием трещин вдоль образующей заготовки. Образованию продольных трещин способствует н то обстоятельство, что деФормация тангенциального удлюаения происходит в направлении, перпендикулярном направлению полосчатости макроструктуры, в котором характеристики пластичности понижены. В результате проведенных исследований И.А.
Норицын разработал мероприятия, позволяющие ограничить нли исключить появление продольных трещин прн многопсрсходной вытяжке без промежуточных отясигов. Наиболее радикальными оказались мероприятия, напранлснныс на изменение конструкции матрицы Было предловсено изготовить матрицы с так называемой "реактивной полостью", т.с.
матрицы, у которых заходная часть сделана цилиндрической с размерами, обеспечивающими некоторый натяг прн размещении в этой цилиндрической части вытягиваемой заготовки. Закодная цилиндрическая часть сопрягается с рабочей конической частью матрицы. Даяленне на наружяую поверхность заготовки со стороны "реактивной полости" исключает возможность возникновения тангенцнальпой пластической деформации растяжения в краевой части заготовки, а следовательно, и возможность появления продольных трещин прн вытяжке. Заметим, что заключительный отжиг после многопереходной вьпяжхи без промежуточных отжигов необходим, так как значительное суммарное упрочнение, а также возникающие при вытяжке осгаточныс напряжения настолько окрупчнвают полученную деталь, что небольшой внешний удар может привести к появлению продольных трещин.
При рассмотрении последующих переходов вытяжки цилиндрических стаканов необходимо отмстить, что в практике штамповки встречается так называемая обратная вытяжка, при которой заготовка в виде цилиндрического стакана как бы вывертывается наизнанку. Схема деформирования заготовки при обратной вытяжке показана на рис. З.ЗО. Рассмотрим некоторые особенности обратной вытюкки. При обратной вытяжке угол охвата заготовкой скругленных кремон матрицы 124 125 Риж Зза. Скввж вбрвтяой вытяжки больше, чем при прямой и может доходить до )80'.
Отсюда множитель, учитывающий трение нв скругленной кромке матрицы, увеличивается (вместо 1 + — р 2 становится 1 ь лр). В то же время составляющие, учитывающие влияние изгиба и спрямление при обратной въггяжке, могут изменяться в больших пределах. Так, если рабочий торец матрицы выполнен в виде половины тора, то в очаге деформации имеется только один участок изгиба (на входе на торообразный торец матрицы) и один участок спрамления (при сходе с торца в сторону вытягиваемого стакана). Если радиус тарообразного торца г„, то прирост напряжения, вызванный изгибом и спрямлением, будет равен 2Ьа = а, — — Если рабочий г„ + т/2 торец матрицы имеет плоский участок, то появляются два участка изгиба и два участка спрямления, что может существенно увеличить растягивающее напряжение в опасном сечении.
Применение обратной вытяжки в ряде случаев весьма рационально и, в частности, в случае совмещения прямой и обратной вытяжек в одном штампе при изготовлении цилиндрических деталей, а также при вытяжке деталей с криволинейной образующей и деталей типа днища. Вытялнкн исесилметричных нецилиндричесних деталей. Типовыми представителями таких деталей являются детали с широким фа андам, ступенчатые, с криволинейной образующей, са сферическим дном и т.п. Изготовление тахих деталей имеет свои специфические особенности.
Для сознательного управления технологическими процессами изготовления таких деталей необходимо ознакомиться с механизмам доформирования заготовки и факторами, влияющими на допустимую степень фармоизменения заготовки и качество деталей, получаемых вытяжкой из плоской заготовки. Вытяжка деталей с широким фланцем. Цилиндрические детали с фланцем представляют собой продукт незавершенной вытяжки, когда заготовка не полностью протягивается через матрицу. В тех случаях, когда коэффициент вытяжки К, = 0,Ы меньше ияи равен допустимому коэффициенту вытяжки на первом переходе изготовления цилиндрического стакана, изготовление детали с фланцем не представляет трудности.
В этом случае напрюкенис а на протяжении всего процесса вытяжки не достигает значения, способного вызвать разрушение заготовки. Следователъно, процесс вытяжки может быть остановлен в любой промежуточной фазе деформирования и цри любом значении диаметра фланца (в пределах д < Р < Р,). В тех случаях, когда коэффициент вытяжки, необходимый для изготовления заданной детали, больше допустимого для первого перехода вытяжки цилиндрической детали, возможное формаизменение загатовхи становится ограниченным.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
