Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 48
Текст из файла (страница 48)
За счет локализации напряжений при достижении предельной деформации вблизи режущей кромки в квком-то месте периметра пробиваемого отверстия происходит зарождение трещины, которое охватывает 80.— 90 % периметра отверстия. Образуется отход, который под действием эластичного инструмента отгибается, и если глубина отверстия в шаблоне незначительна — /з/г/ к 0,5...0,6, то отход прижимается к подшгамповой плите и прн дальнейшем возрастании нагрузки происходит окончательное разделение материала и образование отверстия.
Тогда Р) = 4 — о '- 3 — о„. з Х ,у "' (6.5) (6.6) ад1.1 = о з1, — РЧ)- р 70 о з зсоза (6.3) Р1 г Ь = -,(36, 4 (6.7) зсоз а -- — — о,. ио (6.4) 256 Если ЬЫ > 0,6, то охончательного разделения металла не происходит, образовавшийся отход прижимается к вертикальной стенке отверстия и происходит отрыв отхода от остающейся заготовки. Это ухудшает качество поверхности среза, понижает точность, искажает форму пробитого отверстия. Наиболее приемлемый вариант, обеспечивающий лучшее качество поверхности среза и достаточную точность, будет тогда, когда высота вытянутой части заготовки перед зарождением трещины и разрушением материала станет равна высоте шаблона, т.е. хогда поверхность отхода придет в контакт с подштамповой плитой или вкладышем.
При 0/з > 25 вытянутая часть заготовки своей центральной частью придет в соприкосновение с подштамповой плитой задолго до зарождения трещины. Меканием разрушения заготовки в этом случае аналогичен механизму разделения материала при вырубке по наружному контуру. Давление о, прн котором растягивающее напряжение ор достигает своего предельного значения и происходит обрыв заготовки, определяют следующим образом. Учитывая, что по всей поверхности заготовки действует гндростатическое давление д, можно с некоторым приближением считать, что на участке изогнутого припуска также действует Р7, которое прн деформировании приводит к появлению касательных напряжений )а7 (см.
рис. 62, а ) и сил трения )а)7.1 на единице ширины припуска. В сечении припуска возникают растягивающие напряжения а, которые определяются из равенства где а — угол между припуском и вертикальной стенкой шаблона. Обрыв заготовки наступает тогда, когда о будет равно нли превысит напряжение текучести о„т.е. а, а о,. Учитывая это соотношение, найдем давление д, которое развивает эластичная подушка: Угол а для малопластичных материалов составляет 70...80', для пластичных 40...45', коэффициент трения р = 0,1...0,4.
формула (6.3) является приближенной, она не учитывает дополнительного увеличения меридианальных расгягивающих напряжений о, за счет прогиба припуска Ь. Коэффициент трения р в формуле (6.4) должен быль больше нуля, в противном случае о = . Как следует из формулы, малопластичные материалы вырезают при меньших удельных усилиях, давление зависит от коэффициента трения между поверхностями эластичного инструмента и заготовки, а также высоты шаблона и уменыпается с уменьшением этих факторов, При пробивке отверстий небольшого диаметра Р1, у которых в момент разделенна отход не касается подштамповой плиты, давление д можно определить из равенства м' — — ко'хо 4 При пробнвке отверстий большого диаметра центральная часть втянутой в отверстие заготовки прижимается к подштамповой плите до момента возникновения трещины, давление д определяется в этом случае по выражению где Н вЂ” высота шаблона, найденная по формуле (6.1). Наибольшая глубина вытянутой части заготовки перед разрушением зависит от диаметра пробиваемого отверстия и пластических характеристик материала заготовки и может быть найдена по фор- муле где 6 — наибольшее равномерное удлинение материала по испыта- Р лиям на растяжение.
Есян наибольшая глубина вытянутой части заготовки, определенная по формуле (6.7), будет больше высоты шаблона, давление для пробнвки отверстия следует определять по формуле (6.6), если меньше высоты шаблона, то давление определяется по формуле (6.5). Толщину заготовки з, на режущей кромке в момент разрушения можно установить по формуле: (6,8) Максимальную глубину врезания режущей кромки в тело заготовки в момент разрушения или наибольшее угонение стенки заготовки оз определяют по зависимости Ьз = у — у, = зс[! — (! — 1,58 )(/38 ].
(6.9) Наибольшее усилие пресса для проведения разделительных операций может быть найдено по формуле Р = /сс)Г, (6.10) имеет свои особенности. Давление д, действующее на поверхность заготовки в угловой части и про- Рис. 6.5. Гнбяа знастичнмм ,я инструментом: и — схема действия снж б— образование зазора где й = 1,2...1,3; Š— площадь контакта эластичной подушки и заготовки (детали) с учетом припуска; д — давление эластичной подушки. Применение эластичного инструмента в формоизмеияющнх операциях. Для формоизменяющих операций используют различные материалы. Успешно штампуют плоские и пространственные заготовуглеродисто ки из алюминиевых сплавов толщиной до 5 мм, низкоугле о й стали — до 1,8 мм, коррозионно-стойкой стали — до 1,5 мм, титановых сплавов — до 1,2 мм. При гибке листовой заготовки для образования боковой стенки детали эластичный инструмент действует на свободный участок заготовки и отжимает его по формблоку (рис.
6.5, а). Высота форм- блока Н должна быть несколько больше (на 1...5 мм) высоты полученного борта детали й. Значительное увеличение высоты формблока может привести в заплыванию эластичного материал а под торец заготовки и искажению формы борта детали, Механизм деформирования при гибке эластичным инструментом чз пассе изгиба, приводит к тому, что увеличивается площадь эпюры тангенциальных сжимающих напряжений по толщине заготовхи и нейтральная поверхность напряжений (НПН) смещается от центра изгиба к наружным слоям заготовки.
С другой стороны, наличие сил трения между поверхностями отгибаемого участка заготовки и эластичного материала при продолжающемся его сжатии вызывает увеличение площади эпюры тангенциальных растягивающих напряжений и, в свою очередь, смещение НПН к центру изгиба. Наличие радиусной кромки и уменьшение радиуса г будет приводить, как это было уже рассмотрено выше, при анализе операции гибки, к смещению НПН к центру изгиба.
Поэтому положение НПН будет определяться соотношением давления д, коэффициента трения р, радиуса г. Интенсивность смещения НПН к центру будет меньше, чем при штамповке в обычных штампах. Поэтому можно ожидать, что угол пружинения будет больше. Увеличению угла пружинения будет способствовать также возможность перемещения эластичного материала под торец заготовки и образование зазора 6 (рис. 6.5, 6). Угол пружинения Ьа определяют по формуле [18) Зо,( г йп=- — '- — + ! а, Е [у (6.11) где о, — напряжение текучести; г — раднус кривизньз внутренней поверхности; з — толщина материала; Š— модуль упругости материала; а — угол гибки. На угол Ьа корректируют угол наклона стенки формоблока, чтобы получить заданный угол детали. Для получения качественных деталей на поверхности формблока не допускается наличие дефектов-царапин, вмятин, неровностей, так как они при давлении свыше 100 МПа отпечатываются на поверхности детали.
Высота формблока с заготовкой не должна превышать 25...30 % суммарной толщины эластичного материала в контейнере вследствие несжимаемости полиуретана. При гибке Ч-образных деталей жестким пуансоном ! из листовой заготовки 2 применяют универсальную полиуретановую подушку 3, помещенную в коупейнер 4 (рис. 6.6).
Изменяя форму и размеры гибочного пуансона, можно штамповать самые разнообразные детали с различными углами, радиусами закругления и с полками различной длины. На наружной поверхности детали от контакта с эластичным материалом не остается никаких следов повреждения, поэтому воз- 258 259 ' г Рис. б.б. Схема про- цесса гибки У-образ- ных деталей г„ 67 о) 21ор,„з1 = !гг)(рте — г )1, откуда рг)()! — г ) Ьо р '\е 3 Тогда (6.13) 261 260 можно проводить штамповку заготовок с различными покрытиями— лаковыми, пластмассовыми и т.д.
Ширина полиуретановой подушки в 2...3 риза больше, чем ширина пуансона, но не менее 50...60 мм. Полиуретановая пощшка не должна деформироваться на глубину больше 1!3 ее толщнньу, в противном случае наблюдается значительное выпучнвание эластичного материала со стороны наружной поверхности детали, повышение требуемого давления и снижение стойхостн эластичного инструмента. Поэтому применяют контейнер со специальной канавкой, объем которой соответствует объему вытесненного при штамповке полиуретана, Давление эластичного материала, необходимого для проведения гибки, можно определить по формуле (9] 2 д = 0,55 — о„ (6.12) а' где ! -- длина отогнутой полки.
Прн отбортовке отверстий между поверхностью заготовки и эластичным инструментом возникают касательные напряжения !г9 от сил трения, направленные к центру отверстия, которые препятствуют угонению краевой части заготовки вблизи кромки отверстия (рис. 6,7). Это приводит к тому, что толщина стенки заготовки у кромки отверстия будет несколько больше, чем при отбортовке жестким пуансоном. Устойчивость к образованию трещин разрыва за счет тангенцнальных растягивающка напряжений будет выше, можно ожидать увеличение предельной степени деформации и уменьшение коэффициента лр. Однако при уменьшении диаметра отверстия под отбортовку возникает опасность обрыва стенки заготовки на радиусной кромке матрицы за счет возрастания меридиональных растягнвающих напряжений ор, что вызывает необходимость увеличения значения радиуса скругления кромки матрицы.
Влияние касательных напря- Рис. 6.7. Отбортоака зласгичным инструментом: а — начальный отан; б — конечный отан жений р9 от сил трения на напряжение о можно приближенно учесть следующим образом; "о з о =а 1 )! 4г + 2р !г Ч()!о го) .— ' — 1(1 т 1,6р) '-— 2г, р) Х где р -- коэффициент трения между эластичным инструментом и заготовкой, равный 0,25...0,3; г, — - радиус округления кромки пуансона эластичного инструмента, изменяется от до хакой-то конечной величины; г„— радиус округления кромки матрицы. После отбортовки стенки борта не будут вертикальны и не будут п илегать к полости матрицы.
Это связано с недостаточным давлениприле ем эластичного материала и возможностью его перемещения под торец борта в конечный момент штамповки. с) 6 6)7 Рнс. 6.8. Схемьг процесса вмтяжхи эластичным инструментом с неподвижной прижимной спорол [111: и — плоская заготовка; 6 -- пространственная заготовка, 1 — пуансон; 2 — ползун прессе; 3 - — корпус контейнере, 4 — — эластичная матрица; 5 — заготовка; 6 — неподвижная прнзсимнвя опора, у — стол пресса Вытяжка листового материала эластичным инструментом может происходить по двум схемам: вытяжка жестким пуансоном в эластическуюматрицу; вытяжха эластичным пуансоном в жесткую матрицу. При вытяжке жестким пуансоном в эластичную матрицу неглубоких деталей используют обычный контейнер с эластичным материалом, формблок устанавливают на подштамповочную ппнту и производят вытяжку без прижима при небольшом давлении эластичного материала (6,0...8,5 МПа).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
