Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Это же перемещение должно вызвать деформирование участков заготовки, окружающих очаг деформации, причем в продеформированной части заготовки должны появиться осевые растягнвающне напряжения, а в недеформированной — — осевые сжимающие напряжения. Суммарная величина осевой деформации е может быть приближенно определена по соотношению где Š— длина участка деформируемой заготовки, Эта деформация будет вблизи боковой поверхности очага деформации и должна убывать до нуля у боковой поверхности очага деформации, образованного смежным шариком.
Тогда средняя деформация Используя закон Гуда, находим среднее осевое напряжение а, действующего в упругодеформированной части заготовки: Осевые напряжения, действующие в упругодеформируемой части заготовки, создают силу, которая уравновешивает силу, вознихающую на границе очага деформации вследствие осевого смещения металла в очаге деформации. гяе о, — — осевое напряжение на границе очага деформации; 1 — расстояние между смежными шарихами; 1, — ширина очага деформации (в направлении по нормали к плоскости рисунха). Можно считать, что 1 = с1 а величину 1, приближенно определить из геометрических соотношений в очаге деформации где Ы вЂ” диаметр шарика. В формуле (6.33) принято, что напряжения а, действуют как в деформированной, так и недеформированной частях заготовки, поэтому усилие определяется по средней толщине заготовки.
Используя соотношения (6.29), (6.32), (6.33), после несложных преобразований получим Из формулы (6.34) следует, что напряжение п„возрастает с увеличением подачи на один оборот, с увеличением степени утоления (уменьшением з,lзо), с уменьшением числа шариков в обойме и с увеличением расстояния между ними. При и или ! О (переход к кольцевой матрице, как при вытяжке с утонением) напряжение о„ обращается в нуль. Формула показывает, что граничное напряжение возрастает с уменьшением длины заготовки в гиперболической зависимости.
Это, по-видимому, неточно, так как длина упругодеформированной части заготовки должна иметь определенные ограничения. Необходимо также отметить, что полученная формула справедлива при условии, когда в промежутке между шариками имеют место только упругие деформации. Найденное значение п„может быть использовано по определению напряжений в очаге деформации и оценхе допустимой степени деформации. Если решать задачу по методу баланса работ, как это принято в работе [18] прн анализе напряженного состояния операции вытяжки с утоненнем стенки, и учитывать работу, совершаемую силой, создан- ной напряжениями о иа соответствующих элементарных перемеще- ниях, получим формулу для определения о, на выходе из очага деформации: — 1 — — 1п — х с р ( 1 хе 1 2в1п — '~ 2 х,! (6.35) ) ! Я~ х 1 2 . 18п гс хс 2 о где р коэффициент трения„п — угол нак на об к оси заготовки„который можно определить при замене дуги хордой: р уе — у а = агсз)п с!а, (6,36) Рис.
6З6. Шариковое устрействе дла ретапиеиией вытлжхи тонкостенных оболочек из трудлодмрермируемых сплавов (пс В Н Королеву) 294 Как следует из формулы (6,35), величина растягивыощего напряжения о„в опасном сечении уменьшается с увеличением о, при определенных условиях может измениться и знак этого напряжения, и тогда в очаге деформации будет реализована схема неравномерного всестороннего сжатия.
Это приведет к существенному увеличению Рис. 6З6. Шарикевае устройстве длл рстапиепией аытажки с жестказысреплеивыми калвдами 126] допустимых степеней деформации и предельного формоизменення. Применяются различные конструкции шариковых устройств для ротационной вытяжки с утонеиием стенки. Шариковое устройство (рис. 6.35) предназначено для изготовления тонкостенных оболочек диаметром 10 — 15 мм. В корпус 8, расположенный в пиноли задней бабки станка, устанавливают опорные кольца 5, шарики 2, подвижные сепараторы 4 и 7 с пружинами. Зазор между опорными кольцами, положение шариков, а следовательно, и толщину стенки получаемой детали регулируют микрометрической гайкой !.
Оправку 3 с заготовкой помещают в шпиндель станка. Количество охлаждающей жидкости, подаваемой через штуцер, регулируют иглой б, Устройство имеет жесткозакрепленные кольца и составной сеператор. Конструкция шарикового устройства с жесткозакрепленными кольцами и целым сепаратором (рис. 3.36) является типовой, предназначена для изготовления тонкостеннык цилиндрических оболочек диаметром 15 — 50 мм за несколько проходов и состоит из корпуса 6, опорных колец 4, микрометрической гайки 5 с лимбам.
Сепаратор 2 удерживает шарики 3 от выпадания. Корпус помещают в обойму 7, установленную на суппорт станка, и закрепляют винтами В. Величину угонения стенки задают с помощью поворота мнкрометрической гайки, перемещение которой определяет положение опорных холец, шариков и в конечном итоге зазора между шариками и поверхностью оправки !. Для интенсиФикации процесса доформирования применяют шариховые устройства, имеющие несколько рядов давильных инструментов. Применение копирных устройств различных конструкций расширяет технологические возможности ротационной вьпяжхи, позволяет изготовить детали с переменной толщиной стенки и местными утолщениями. Так, например, разработанная в МГТУ им.
Н.Э. Баумана при участии группы студентов (В.Ю. Дубровина и др.) конструкция шариковой головки с копирным устройством дала возможность получить тонкостенные оболочки толщиной 0,2 и 0,25 мм, диаметром 42 и 62 мм с локальным утолщением 0,9 и 1,5 мм из стали 12Х18Е!10Т для гибких колес волновых передач (рис. 6,37). 295 297 Рнс. 6.37. Шарнковое устройство для ротационной вытяжки тонкостенных оболочек с локальным утолщением Полученную вытяжкой полую заготовку надевают на оправку 4, помещенную в шпиндель станка.
Корпус 11 головки устанавливают на суппорт станка. Вращением микрометричесхой гайки 3, связанной с копирным устройством, изменяют осевой зазор между опорными кольцами 9 и 10, а следовательно, зазор между шариками и оправкой и толщину получаемой стенки заготовки в процессе ротационной вытяжки. Пружины 8 постоянно прижимают опорные кольца по направляющим штырям 2 к торцам микрометрической гайки и полости корпуса. Подвижные сепараторы 1 и 5 посредством пружин 6 и регулировочных винтов 7 препятствуют выпаданию шариков. Охлаждающая жидкость (эмульсия) подводится через штуцер 12 и камеру 13.
Копирное устройство (рис. 6.38) механического типа состоит из двуплечего рычага 2, связанного со штырем 1 микрометрической гайки, толкателя 3, щупа 4 и корпуса, расположенного на суппорте станка. Щуп перемещается по фигурному пазу неподвижного копира 5, конфигурация которого соответствует контуру поверхности получаемой заготовки. Шариковую головку и копнрное устройство монтируют на суппорте н станине станка. Операции и режимы обработки гибкого колеса диаметром 42 мм (рис.
6.39): вьпяжка нз круглой плоской заготовки толщиной 1,2 мм за два перехода с общим коэффициентом вытяжки 0,47; ротационная вытяжка за три прохода до толщины стенки 0,2 мм со степенями деформации за каждый проход соответственно 25, 38, Рнс. 6.38. Копнрное устройство меканнческого типа 64 % (суммарная деформация 88 %) с подачей 3' = 0,11 мм/об, число оборотов оправки и = 630 об/мип; формовка эластичным материалом в разъемных матрицах. Зависимость предельной степени деформации е„от технологичес- Рнс.
6.39. Последовательность нзготоалеюм гнбкаго колеса волновой передачи: — негодная заготовка, 2, 3 — заготовка после двух переходов въпяжкн; 4— заготовка после ротецнонной вытлжхн; 5 — заготовка после йормовкн в разъемных матрацах; 6 готовая деталь ел О.б Рис.
6.40. Зааисимость предельной степени де4юрмапии е ст относительной осевой подачи У=12;; а — материал сталь 12Х18Н10Т; б — материал сплаа Д1; 1 — по критерию пластичности материала; 2 — по критерию прочности стенки детали 0 От 04 Об елд а1 ких режимов и геометрии инструмента при ротационной вытяжхе с утонением стенки, обусловленная пластичностью материала и прочностью стенки детали, показана на рнс. 6.40 (исследования проведены в МГГУ им. Н.Э. Баумана).
Из графиков следует, что предельная степень деформации с увеличением осевой подачи сначала возрастает до оп е- Солпб лье 0,2 Гяя и О О,г О,а о,б г р 03 деленного значения, а затем остается постоянной. Это объясняется тем, что вначале с увеличением осевой подачи увеличиваются граничные нормальные сжимающие о„и касательные тю напряжения, вызывающие повышение пластичности материала. Дальнейшее увеличение осевой подачи приводит к возрастанию т до значений т,.
В этом случае часть металла вытесняется во внеконгактную зону с образованием наплыва перед Фронтом давильных элементов (шариков), величина которого остается постоянной на всем процессе деформирования. Предельно допустимая деформация ограничивается не только исчерпанием ресурсов пластичности в очаге деформации (кривая 1), но и временным сопротивлением стенки детали (кривая 2).
Отсюда следует, что существует область рациональнык технологических параметров (на графике заштрихована), при которых не происходит разрушения заготовки. При подаче 3м, может быль достигнута предельная деформация при наибольшей производительности. Ротационную вытяжку тонкостенных цилиндрических оболочек можно проводить на универсальных гидравлических прессах. Шариковое устройство (рис. 6.41) состоит из корпуса 1, закрепленного на ползуне гидравлического пресса ПД-476 усилием 1,6 МН, Микрометрическая гайка 10 с лимбом через упорный подшипник 9, опорные кольца 3 и 5 прижимает деформирующий шарик 4 к поверхности заготовки 6, надетой на насадку вращающегося пуансона 1!. Предварительный осевой зазор между опорными кольцами устанавливается Рис.
6.41. Шарикоаае усеройстаа для ротапиоиной аьпяжки с аертикальной осью посредством регулировочных винтов 6. Чтобы исключить выпадание шариков, применяются подвижный и неподвижный сепараторы 2 и 7, Вращением микрометрической гайки устанавливают необходимый зазор между шариком и пуансоном (насадкой), исходя из залаиной степени утонення стенки. При рабочем ходе ползуна пресса с шариковым устройством и одновременном вращении пуансона посредством цепной передачи от вариатора и электродвигателя происходит деформированне заготовки.
Пуансон 1 (рис. 6.42), квостовая часть которого выполнена в виде конуса Морзе, устанавливают во вращающуюся оправку 4, помещенную на упорных 7, 9 н игольчатых 2, 5 подшипниках в корпус 3 установки, закрепленный гайкой 8 в плите стола гидравлического пресса. Оправка вращается с помощью звездочки 6 от цепной передачи, вариатора и электродвигателя. Размеры рабочих инструментов, технологические режимы дефор. мнровання при ротационной вытяжке в шариковых устройствах Рис. 6АК Нюхний арапыюпплмя щ ансон Хля ротащюнноа аьпнмхи рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
