Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Вытяжку деталей, при которой на первом переходе значение коэффициента вытяжхи таково, что полное пратягивание заготовки через матрицу невозможно, называют вьпяжкой детали с широким фланцем. При проектировании технологического процесса изготовления деталей с широким фланцем в первую очередь следует проверить возможность изготовления заданной детали в один переход въггяжхн. Ранее было показано, что если вытяжка напроход невозможна, то допустимо некоторое уменьшение диаметра заготовхи без ее разрушения. При таком построении технологического процесса в пластическое состояние приводится лишь часть фланца, прилегаювцая к вытягиваемой центральной части, а периферийная часть фланца испытывает только упругие деформации. В этом случае за счет уменьшения размеров очага деформации удается уменьшить величину растягивающих напрюкений в опасном сечении до значений, не вызывающих разрушение заготовки.
Увеличение ширины фланца происходит вследствие изменения внутреннего диаметра фланца путем перехода части поверхности, втянутой в матрицу на предыдущем переходе, во фланцевую часть заготовки па данном переходе беэ изменения наружного диаметра фланца. Так ках часть заготовки, переходящая ва фланец, на предыдущем переходе была обтянута по кромке матрицы и имела определенный радиус кривизны в меридианальном сечении, то при переходе во фланец эта часть заготовки должна получить спрямленне. Отсюда следует, что диаметральные размеры границы пластически дсформируемой части заготовки на последующих переходах вытяжки деталей с широким фланцем должны быть болъше размеров границы между плоской частью фланпа и торообразной частью заготовки на предыдущем переходе вытяжки. Таким образом, размеры очага деформации на последующих переходах вытяжки переменны и достигают наибольших значений в конечной стадии вытяжки, когда верхняя граница очага подойдет к плоской части фланца заготовки, деформирусмой на данном переходе вытяжки.
Этому моменту должно соответствовать наибольшее значение усилия доформирования и растягивающего напряжения в опасном сечении загатовхи 126 127 128 129 Для приближенных расчетов в качестве граничного условия может бььть принато, что на границе очага пластичеасой деформации при р = г, + г„, напряжение о, = 2йо,, т.е. удвоенному приросту наэзряженим ор за счет спрямления торообразного участка, образованного на предыдущем переходе вытяжки. Здесь г, — радиус цилиндрической части заготовив после предыдущего перехода вытяжхи и г„, — радиус скругления кромхи матрицы предыдущего перехода вытяжки. Используя указанное граничное условие и методику, принятую при анализе первого перехода вытяжки цилиндрического стакана, можно записать о,„= а„1п — ~ ь + (1 + 1,бр), (387) г 2г, +у 2г +з/ н! и где Я„= г, + г„, — нар жная граница очага деформации. Формула (3.87) учитывает размеры очага деформации или же и коэффициент вытяжки !и — ), спрямление торообразного участка заготовки, полученного на предыдущем переходе вытяжки (э/2гм + + э), изгиб и спрямление на кромке матрицы данного перехода вытяжки (э/2г„+ э) и трение на кромке матрицы (1 ь 1,6р).
Из формулы (3.87) следует, что при протягивании цилиндрической части заготовки предыдущего перехода вытяжки о и усилие вытяжхи несколько меныпе, чем в заключительном периоде вытяжки, когда спрямляется торообразный участок фланца, полученный на предыдущем переходе вытяжки. Влияние упрочнения на величину а можно приблиясенно учесть, если вместо о, в формулу (3.87) подставить среднее для очага деформации напряжение текучести, определяемое по кривым унрочяения с использованием значений еа по границам очага деформации, приближенно определяемым из условия постоянства поверхности заготовки.
Вытяжка деталей с широким фланцем чаще всего (а при штамповке на многопоэиционном прессе как правило) осуществляется с проталкиванием, при котором на краевую, фланцевую часть заготовки действуют осевые силы, заталкнваюшие заготовку в матрицу. Усилие заталкивания создается пружинным или резиновым устройством (буфером) илн же пневматической позцппкой. Схема штампа для вытяжки с проталкиванием показана на рис. 3.31. Планха (прижим), воздействующая на краевую часть заготовки в процессе вытяжки, перемещается относительно пуансона н останавливается в последнем периоде деформирования, упираясь в неподвижную относительно пуансона опору.
В промежуточных стадиях деформирования заталкивающая осевая сила создает сжимающие Рис. З.ЗЬ Сиена штампа дла венам- Рис. З.ЗХ Схема вьпалски ступснчатьск ки с проталкиванием деталей: l — 3 — последовательные ступени вьссалски напряжения, действующие н меридиональном направлении, которые несколько уменьшают растягивающие напряжения, действующие в опасном сечении. В заключительной стадии деформировыпуя эаталкивахяцая сила (сжатие фланца между прижимом и горцем матрицы) осуществляет правку фланца, разглаживая кольцевую волну, остающуюся после перехода торообразного учаспса заготовки на плоскую часть фланца.
Выслядска стулеичптных иэделий. Обычный процесс изготовления ступснчатых деталей вытяжкой состоит в том, что каждая ступень (рис. 332) получается на одном из переходов вытяжки. В этом случае, найдя значение диаметра заготовки по условию равенства поверхностей, определяют воэможность получения за первый переход вытяжки цилиндрического стакана с диаметром, равным диаметру первой ступени (максимальный диаметр). Вели найделный коэффициснт вытяжки К„= 0,Ы, больше допустимого для первого перехода вытяжки цилиндричесхого стакана, то первую ступень заданной детали следует изготовлять за несколько вытяжных переходов аналогично многопсреходной вытяжке цилиндрических стаканов. За каждый последующий переход вытяжки ступенчатой детали получается следующая ступень меньшего диаметра с одновременным оформлением заданной высоты предыдущей ступени (большего диаметра).
11ри правильном расчете размеров заготовки и точном оформлении нысотных размеров ступеней на последнем переходе вытяжки получают последгпою ступень с заданными диамстральными размерами н нысотой. В последнем периоде деформирования очаг деформации состоит из трех участков — торообразного, контактирующего со скругленной кромкой пуансона, плоского участка в промежутке между торообрдэпьсми участками и торообразного, контахтирующего со скругленной (/1~/Йз)«/1//)з) ( з з)( з К//ь + ~ /~з " —.
° (Й.,/й„) «/„,//3,) ° «/./О,) — Ь, ,/Ь„ + ! (3 89) (3.88) О /~в ОО (3.90) !30 !3! кРомкОЙ матрицьь Если по аналогии с предыдупцп„учест изгиба и спрямления на кромхе пуансона и матрицы, трение на контактных поверхностях на торообразных участках и степень форрмулу, моизменения (коэффициент вытяжки), то можно написать фо определяющую приближенно величину растягивающего напряжения в опасном сечении: о =а 1п — + х и-! з Р г/ 2г +з и " (! + 1,бр) 1(1 + 1,бр). 2г„и з~ В этой формуле учтено, что изгиб и спрямление, а также трение на кромке пуансона имеют место вблизи наружной границы очага деформации и их влияние можно учесть в граничных условиях (аналогично тому, как учитывалось влияние сил трения под прижимом при деформировании заготовки на первом переходе вытяжки цилиндрических стаканов).
Из формулы (3.88) видно, что дополнительный участок трения с большим углом охвата, дополнительный изгиб и спрямление (обычно по радиусам, меньшим радиусов свободного изгиба) приводят при вытяжке ступенчатых деталей к несколысо большим растягивающнм напряжениям в опасном сечении по сравнению с напряжениями при вытяжке цилиндрических стаканов на послещющих переходах при одном и том же коэффициенте вытяжки К, = г(,Я„. Описанный способ получения ступенчатых деталей ие является единственным. В определенных условиях ступенчатые детали изготовлзпот из плоской заготовки за один переход вытяжхи.
Это возможно, если коэффициент вытяжки, равный отношению значений диамст а Р заготовки к минимальному диаметру ступени, меньше допустимого для первого перехода вытяжки цилиндрического стакана. Кроме того, работниками Горьковского автозавода (20! была предложена эмпирическая формула, которая позволяет оценить возможность вытяжки ступенчатой детали за один переход, даже если коэффициент вытяжхи, определенный по наименьшему диаметру стакана, больше допустимого для первого перехода вытяжки цилиндрического стакана. формула эта имеет вид где /,, и /, — высота и диаметр ступеней, начиная ат ступени наибольшего диаметра Если величина т.„рассчитанная по формуле (3.89), равна или больше величины,. обратной коэффициенту вытяжки ги — —.
1/К, для первого перехода вытяжки цилиндрической детали, то вытяжка такой ступенчатой детали возможна за один переход из плоской заготовки. Эта формула, проверенная практикой, позволяет в ряде случаев значительно упростить технологический процесс штамповки ступенчатых деталей. Вытяжка конических деталей также может выполняться за один или несколько переходов. Особенностью деформироваиия заготовхи при вытяжке конической детали из плоской заготовки за один переход является то, что в промежуточных стадиях вытяжки участок заготовки, находящийся между зонами контакта по кромкам пуансона и матрицы, имеет значительную протяженность. На этом участке отсутствуют внешние силы, действующие на поверхность заготовки, а деформирование Осущеетвлястеи Дсйетвнсм нанряжсиий О, И О,.
Из уравнения равновесия сил при проектировыши их на нормаль к средней поверхности (уравнение Лапласа) можно найти соотношение между радиусами кривизны в меридиональном и широтном направлениях: Из уравнения (3.90) видно, что образующая на этом участке будет прямолинейна (/! = ), если о, = О. Но так как тангенциальные напряжения на этом участке не равны нулю, то и образующая будет криволинейна. При однопереходной вытяжхе коничесхих деталей наибольшее растягивающее напряжение в опасном сечении (при р = и,) не должно существенно отличаться от напряжения в опасном сечении при вытяжке цилиндрического стакана (влияют те жс Факторы). Отсюда следует, что для вытяжки конических деталей за один переход допустимый коэффициент вытяжки, определяемый хак отношение диаметра заготовки к минимальному диаметру получаемой конической а) Рис.
3.33. Варимпы мнотоперс«одной вьстимки «онически«деталей с варианты вьпянки; У вЂ” 3 — последовательные ступени выты«ки; б — схема искривления образующей детали, приближенно равен допустимому коэффипиенту вытюкки цилиндрических стаканов из плоской заготовки. Так как образующая заготовки в зазоре между пуансоном и матрицей криволинсйна, то для получения деталей с прямолинейной образующей конической поверхности требуется вести вытяжку не напра«од, а н глухую матрицу, чтобы на последнем этапе деформировапия осутцествлялась правка заготовки между коническими поверхностями пуансона н матрицы. Для более полной правки конической поверхности детали целесообразно углы конусности пуансона и матрицы брать различньлии с учетом того, что край заготовки при вытяжке утолщается, а у донышка заготовка утонястся.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
