Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 49
Текст из файла (страница 49)
В случае образования складок во фланце вытягиваемой заготовки применяют в качестве прижима неподвижную кольцевую опору, устанавливаемую вокруг пуансона нли формблоха (рис. 6.8). Эластичная матрица, деформируя листовую заготовку, образует своеобразное "перетяжное ребро", которое увеличивает растягивающие меридиональные напряжения„действукнцие во фланце заготовки, снижая тем самым сжимающие тангенциальные напряжения и уменьшая возможность образования складок. Указанный способ с использованием неподвижных прижимных опор весьма эффективен при вытяжке тонкостенных деталей сферической формы.
При глубокой вытяжке деталей необходимо обеспечить регулируемое высокое давление эластичного материала, заключенного в контейнере. Это достигается применением в штампах и установках подвижных прижимов, через которые передается усилие на эластичную матрицу. Для осуществления вытяжки давление со стороны матрицы должно плавно возрастать по ходу вытяжки от нуля до максимального значения, определяемого маркой материала заготовки, 262 Рис. бхк Схмгв первого пере~сода зьпззпси элвстичиой мвтрицей размерами и конфигурацией вытягиваемой детали. Для вытяжки деталей из алюминиевых сплавов давление со стороны прижима изменяется в пределах от 0 до 50 МПа, при штамповке деталей из ннзкоуглеродистой стали — от О до 70 МПа, коррозионно-стойкой стали — от 0 до 120 МПа.
Вытяжка детали из плоской заготовки происходит следующим образом. При опускании контейнера 1, прикрепленного к ползуну гидравлического пресса (рис. 6.9), эластичный материал 2 приходит в соприкосновение с плоской заготовкой, расположенной на прижимном кольце 3, преодолевает сопротивление гидравлической подушки пресса, которое передают толкатели 4. Толхатели проходят через отверстия в подшгамповой плите 5, на которой расположен пуансон 6. При опускании контейнера эластичный материал деформирует заготовку, обтягивая ее вокруг пуансона и осуществляя процесс вытяжки.
Усилие прижима, а следовательно, и давление эластичного материала в процессе вытяжки можно регулировать по заранее заданному закону, Степень деформации прн указанном способе с использованием эластичной матрицы и регулируемого давления прижима может быть большей, чем при вытяжхе в обычных жестких инструментальных штампах, коэффициент вытяжки можно получить К, = 2,2...2,3 вместо К„= 1,8...2,0. Увеличение степени деФормации, получение большей высоты детали по сравнению с обычной вьгтяжкой можно объяснить слеубцощими факторами. 1. Уменьшением влияния изгиба и спрямления элементов заготовки на кромке матрицы на напряжение в опасном сечении.
Это связано с тем, что величина радиуса переменив н уменьшается от бесконечности до конечных значений в процессе вытяжки. В начальный момент вытяжки, когда велика возможность отрыва донышка, радиус округления кромки эластичной матрицы имеет большую величину и 263 Рис. 640. Сыма действие сил и напраааений при вытеиле эластич- ней матрипей откуда Ьа М()2 — г) Раса (6.16) (6.14) Ю Ьа „„= — -а,.
2г„+ з (6.17) 264 265 поэтому увеличение максимального растягивающего напряжения в опасном сечении за счет изгиба и спрямления элементов заготовки незначительно. 2. Наличием полезных сил трения между жестким пуансоном и заготовкой, возникающих в связи с прижатием боковой поверхности заготовки к пуансону за счет давления со стороны эластичной матрицы. Силы трения направлены к торцу пуансона, к донной части заготовки и разгружают опасное сечение. 3. Отсутствием вредных сил трения между боковой поверхностью заготовки и эластичной матрицей в связи с почти одновременным перемещением заготовки и эластичногоматериала.
4. Действием давления эластичной матрицы на торцовую поверхность фланца, что способствует уменьшению растягивающих напряжений и разгружает опасное сечение. Характерной особенностью процесса является необходимость создания переменного давления эластичной матрицы, действующей на заготовку. Это давление должно быть достаточным, чтобы предотвратить возможное складкообразование, но не должно быть излишним, чтобы от действия сил трения на поверхности фланца заготовки и напряжений изгиба со спрямлением на радиусной кромке эластичной матрицы вызвать обрыв фланца заготовки.
Как показали исследования (11], разрушение заготовки при коэффициентах вытяжки, близких к предельным, происходит не на переходе от стенки к донышку, как при обычной вытяжке, а в сечении стенки заготовки, расположенном недалеко от фланца. Опасное сечение, а следовательно, участок наибольшего утонения стенки заготовки нри вытяжке в эластичной матрице удаляется от донной части заготовки и приближается к ее фланцу.
Максимальное растягивающее напряжение а можно установить с учетом вышеперечисленных обстоятельств по выражению А а = а!П вЂ” +свао +Ьа, ~ба Сре Рпзех а г Ртсар Ртре Рии — 114„а - Ьа„, где ааа учитывает влияние сил трения между фланцем заготовки и прижимом; Ьа, учитывает влияние сил трения между фланцем заготовки и эластичной матрицей; Ьа учитывает влияние изгиба и спрямления элементов заготовки на кромке эластичной матрицы; де„— давление эластичной матрицы на торец фланца заготовки; Ьа„ учитывает влияние касательных напряжений на поверхностях пуансо- на и заготовки, вызываемых действием сил трения, направленных к торцу пуансона (рис. 6.10). Значения входящих в форму (6.14) компонентов можно выразить следующим образом.
Влияние сил трения между фланцем заготовки и прижимом на увеличение растягивающего напряжения приближенно можно учесть, исходя из утолщения краевой части фланца: ааа (6,15) г ю' Влияние сил трения между эластичной матрицей и поверхностью заготовки приближенно можно определить из равенства ба~~,з! =. рд(Л вЂ” г)1, Влияние изгиба и спрямления на раднусной кромке эластичной матрицы оценивается по обычной методике: Следует иметь в виду, что значение г„изменяется от в начале вытяжки до определенного значения в конечный момент вытяжки.
Трение на кромке эластичной матрицы также оценивается по ранее принятым зависимостям множителем е' . Раскладьлавя функцию в ряд, можно получить а) 2пгйр г) = 2пгуйо „ откуда р2~ оо рг Х (6.18) (6.19) 267 266 Касательные напряжения между поверхностями пуансона и заготовки можно установить, исходя из величины давления д с которым заготовка прижимается к пуансону, коэффициента и поверхности трения.
Давление ра будет меньше, чем давление д эластичной матрицы. Однако при штамповке тонкостенных заготовок можно с некоторым приближением принятыу д,. Тогда где )г --. высота заготовки после вытяжки. Следовательно, напряжение в опасном сечении при вытяжке заготовки в эластичной матрице можно приближенно оценить по Формуле п =а !и — + -)гт( )+ г 2кЮо, ха, у ( й 2г„+з ~ Х где р, рь р, — коэффициенты трения соответственно между фланцем заготовки и эластичной матрицей, фланцем заготовки и прижимом, заготовкой и пуансоном. Как следует из формулы, напряжение о в опасном сечении может быть значительно уменьшено при штамповке в эластичных матрицах за счет повышения давления д.
Однако, как уже отмечалось, давление д в процессе вытяжки должно плавно возрастать. Исключение составляют неглубокие детали цилиндрической и прямоугольной формы. Как показали исследования, если коэффициент вытяжхн К, < 2, то давление д можно задавать постоянным на ходу пуансона и равным: для алюминия 25...30 МПа, луралюмина 35...
...40 МПа, стали 20 50...70 МПа, стали 12Х18Н9Т 90...100 МПа. При штамповке полусфер и подобного рода оболочек не рекомендуется проводить вытяжку при постоянном давлении Рис. 6.11. Схеыа последующего пережщв Ркс. 6.12. Схсыа лролессв вытюххи эласвыглжхи эласгкчиой ыатрипей гичиыы пуаисопсы: и — первый переход выгвжхи; б —. послеюющий переход жатлжлл эластичной матрицы (даже при небольших коэффициентах вытяжки). Высокие начальные давления могут привести к локализации пластической деформации в одном месте заготовки между пуансоном и прижимом, недопустимому утолению и, как следствие, к обрыву стенки заготовки. При штамповке сферообразных деталей давление 9 в начальный момент вытяжки составляет 1., 1,5 МПа для деталей из легких сплавов, 5...10 МПа — для деталей из сталей, затем давление плавно возрастает по ходу вытяжки. Бели коэффициент вытяжки К, превышает предельно допустимый, то применяют многопереходную вытяжку (рис.
6.11), Предварительно вытянутая заготовка устанавливается на внутренний прижим 1, установленный в основной прижим 2, закрепленный на плите 3, связанной через буферные шпильки 4 с гидравлической подушкой пресса, давление в которой регулируется по заданному закону. При опускании контейнера 5 с эластичной матрнцей 6 происходит деформнрование заготовки. При вытяжке деталей эластичным пуансоном (рис. 6.12) форма матрицы соответствует конфигурации детали. Процесс достаточно эффективен, не требует дорогостоящей оснастки, достаточно простой в осуществления. Однако имеет серьезные недостатки, присущие механизму деформирования.
1. Неустойчивое течение Фланца заготовки в различных учаспсах периметра заготовки, что приводит к односторонней угяжке фланца. г э + о Об а ~з Оые р Озее равномерность трения между эластичным пуансоном и 2э е) =- — о,. св (6.20) Х Гт =' — Оз, Г (6.21) сРорноуна ЛробиВна Вторушина Рис. 6.16 Коиструлциа шаблона лла олиовремеииоа вырубки, пробивал, формовки эластичным инструментом 269 РНС.
613 Стена пролетев фор г э мозин из плоеной звтотовви: п — формовка с примимом; б— формомса без прииима 4 Причинами являются не- Г поверхностью фланца заготовки, а также неравномерность сопротивления фланца, что вызвано анизотропией исходного материала заготовки. 2. Большие величины утонения и резко выраженную разнотолщинность стенки детали. Как показали исследования, наиболее опасным участком, где может произойти разрыв заготовки, является не участок перехода от стенки к донышку, как при вытяжке в обычных инструментальных штампах, а донная часть заготовки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
