Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Анализ напряженно-деформированного состояния, процессы штамповки эластичным материалом и жидкостью, собственные исследования в этих направлениях подробно изложены Б.И. Исаченковым в его работах (11 и др.1. Формовка эластичным инструментом может проводиться из плоских и пространственных заготовок.
При формовке плоских заготовок используют эластичный пуансон и жесткую матрицу, на поверхности детали получают местные углубления, ребра жесткости, различные рифты прямоугольной, криволинейной, круговой форм, вьщавки сферической Формы и т.д. При этой операции происходит местное формоизменение беэ искажения контура исходной заготовки, без перемещения фланца. Листовая заготовка 1 (рис. 6.13, а) ухладьтвается на жесткую матрицу 2 и прижимается прижимом 4, эластичный пуансон 3 деформирует заготовку. Усилие прижима должно быть достаточным для того, чтобы исключить течение периферийных слоев заготовки.
При значительных размерах детали прижим может не применяться или иногда его используют для обеспечения плоскостности заготовки. При Формовке беэ прижима (рис. 6.13, б) заготовка 1, уложенная на жесткую матрицу 2, деформируется эластичным пуансоном 3, который осуществляет также роль прижима. Этот способ применяют в тех случаях, когда размеры детали значительно превышают размеры участков местного деформирования. При формовке сферических выпуклостей схема напряженного состояния — двухосное растяжение.
Необходимое давление эластичного пуансона может быль определено иэ формулы Лапласа Пр ая что я =)1 =-г, иор=ав=о„получим При формовке рифтов, ребер жесткости длина которых значи но превышает их ширину, можно принять, что йе = и тогда где г — радиус в поперечном сечении рифта. Формовку можно совмещать с разделительными операциями (вырубкой, пробивкой). В этом случае на поверхности вырезного шаблона изготовляют специальные углубления, например для получения кругового рифта (рис. 6.14).
Формовка пространственных заготовок эластичным пуансоном, как правило, производится в разъемных жестких матрицах. Предварительно вытянутая или полученная другими способами, например сваркой из листа с продольным швом, ротационной вытяжкой и т.п., полая заготовка 3 (рис. 6.15) устанавливается в разъемные матрицы 1 с горизонтальной или вертикальной плоскостямн разъема.
Эластичный пуансон 2 при перемещении пуансона-тошсателя 4 деформирует заготовку, заставляя ее принимать форму полости матриц. Стенка заготовки испытывает двухосное растяжение (напряжеиия о, и о, являются растягивающнми) и утоняется. Предельное Формоизменение будет ограничиваться возможностью возникновения окружных или продольных трещин эа счет напряжений о„илн оа. Для того чтобы уменьшить утонение и увеличить допустимую степень деформации, перемещают краевую часть заготовки за счет сил трения между эластичным рис. 6.1Ъ Схема процесса формообРазования снлмэона Рис. 6.15. Схема штампа для формовки Рис.6.16.
Схема штампа для формовки корпространственной детали пзпа гибкого колесе волновой передачи пуансоном и заготовкой или к торцу заготовки прикладывают дополнительно заталкиваюшую силу. При изготовлении тонкостенного корпуса волновой передачи из стали 12Х18Н10Т толщиной 0,2 мм с локальным утолщением из заготовки, полученной ротационной вытяжкой с утонением стенки, производят формовку и получают гофр в разъемных матрицах эластичным пуансоном. Исследования, проведенные в МГТУ им.
Н.Э. Баумана Н.Т. Сыздыкбековым, дали возможность разработать штамповую оснастку и процесс формовки тонкостениыхоболочек. Заготовку диаметром 42 мм, толщиной стенки 0,2 мм с локальным утолщением 1,5 мм, полученную ротационной вытяжкой с угонением стенки, устанавливают в контейнер б (рис. 6. 16), нижние разъемные 5 и верхнюю 2 матрицы, имеющие вертикальную и горизонтальную плоскости разъема, и помещают в обойму 3.
При перемещении верхнего пуансона 1 эластичный материал 4 (резина, полиуретан), опираясь на вкладыш 7, деформирует заготовку, несколько увеличи- иая ее диаметр (на 10...18 %). Затем за счет перемещения нижнего пуансона В происходит сближение нижней и верхней матриц с образованием закрытой полости, увеличением давления элас- 5 тичного материала н окончательным оформлением заготовки. Дополнительное приложение заталкивающей силы посредством нижнего пуансона и регулирование давления эластичного материала дают возможность уменьшить угонение стенки заготовки, снизить растягивающие меридиональные и тангенциальные напряжения, избежать появления окружных и продольных трещин и получить радиус в вершине гофра 0,8 — 1,0 мм при общем коэффициенте формоизменения (отношение максимального диаметра детали по гофру к диаметру исходной заготовки) К = 1,40...1,42.
Радиально-гофрированные трубки (сильфоны) такзке можно изготовлять формовкой эластичным материалом в разъемных матрицах посредством последовательного формообразования. Поперечное сечение сильфонов может быть круглое, квадратное, прямоугольное, треугольное, многогранное. Материалом длв сильфонов обычно являются алюминий и алюминиевые сплавы (типа АМ,), бернллиевая бронза БРБ-2, БрБ-2,5, латунь Л63, низкоуглеродисгая сталь 20, коррозионно-стойкая сталь 12Х!8Н9Т и т.д. Исходную заготовку получают многопереходной вытяжкой с угонением стенки или сваркой из предварительно подготовленной листовой заготовки для крупногабаритных сильфонов.
Заготовку 1 (рис. 6.17) деформируют в разъемных матрицах 3 посредством эластичного материала 4, давление на который передается от пуансона 2 поршневого типа и контрпуансона 5. Заполнение кольцевой канавки и образование гофра происходит за счет перемещения свободного учаспса трубчатой заготовки на один шаг и тангенциального растяжения участка кольца трубы. Осевое перемещение свободного участка трубы способствует наименьшему угонению стенки на вершине гофра.
27! После оформления одного гофра матрицы размьпсают, заготовку перемещают на один шаг и цикл повторяется. Для того чтобы исключить утяжху и искажение уже оформленного гофра, обеспечить заданный шаг расположения гофров, предварительно отформованный гофр вторично деформируют, осуществляя его калиброюсу и фиксацию шага. Для уменьшения утонения вершины гофра можно увеличить заталкнвающую силу за счет увеличения коэффициента трения и поверхности трения между эластичньпа материалом и свободным участком заготовки или к торцу заготовки приложить дополнительное усилие, используя кольцевой прижим. При формовке пространственньах заготовок в разъемных матрицах, имеющих криволинейный контур в осевом сечении, необходимое давление эластичного инструмента приближенно можно оценить, исходя из формулы Лапласа, приняв о, = па = о,: (6.22) с) =- з — + — о„, где Яя — - радиус получаемой детали в осевом сечении, тта — радиус детали в сечении, перпендикулярном осевой линии.
Начальный радиус стас равен половине диаметра исходной заготовки. 6.2. Штамповка жидкостью Жидкость (водная эмульсия, машинное масло, глицерин) используется в качестве деформирующего инструмента в формоизменяющих операциях — при вытяжке, формовке. Различают два принципиально различных способа деформирования с применением жидкости: жидкость выполняет роль пуансона, деформируя заготовку в жесткую матрицу; жидкость (обычно в резиновом чехле) является матрицей, которая обтягивает деформируемую заготовку вокруг жесткого (металлического, деревянного или пластмассового) пуансона.
Штамповка жидкостным пуансоном в жесткую матрнагу. Этот способ применяется при штамповке деталей сферической, конической, криволинейной формы, а также при вытяжке прямоугольных деталей. Штамповку деталей можно проводить без пресса, необходимое давление жидкости (5 —. 25 МПа) обеспечивается за счет применения насоса. При штамповке на прессе рабочее давление создается за счет нис. К!З.
Схема штампа для амтяжхи жидкостью, пода- ааемои ст насоса усилия пресса и регулируется дроссельным клапаном. Значительно сокращается число необходимых операций вытяжки -- 1 — — 2 вместо 3 — 5. Однако процесс имеет существенный недостаток, который состоит в том, что в куполообразной части или у дна детали будет значительное утонение материала, составляющее до 30 — 40 % толщины стенки исходной заготовки.
Кроме того, в процессе вытяжки может нарушиться осевая симметрия расположения заготовки в связи с неравномерностью трения по прижиму и отсутствием трения между заготовкой и жцдкостным пуансоном. Это вынуждает устанавливать специальные фиксаторы, препятствующие смещению заготовки. Листовая заготовка ! (рнс. 6.18) (11, 15) под действием давления жидхости, подаваемой от насоса, деформируется в жесткую матрицу 2.
Усилие прижима 3, препятствующее схладкообразованию, создается также за счет давления жидкости. Точность установки заготовки обеспечивается фиксаторами 4. Между матрицей и контейнером 5 предусмотрено специальное лабнринтное уплотнение 6. Для выхода воздуха нз плосхости матрицы имеется отверстие 7 Матрица прижимается к контейнеру под действием усилия ползуна пресса. При отсутствии пресса необходимо в конструкции штампа создать устройства (захваты, скобы и т.п.), прижнмающие матрицу к контейнеру. Штамп плунжерного типа для неглубокой вытяжки детали (рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
