Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 65
Текст из файла (страница 65)
Гидростатическое давление повышает пластичность штампуемого металла. При вытяжке с гидростатическим проталхнванием фланца выделяют две зоны очага деформации, постепенно переходящие одна в другую: 1) зону трехосного напряженного состояния с действием неодинаковых по значению сжимающих напряжений по трем осям, относяпггюся к плоской части фланца и части фланца, находящейся у входа на скругленную рабочую кромку матрицы; 2) зону трехосиого напряженного состояния с растягивающями меридиональными и сжимающими в других направлениях напряжениями, относящуюся 73, 23, гр (7.1) где 0„13, И вЂ” соответственно диаметры заготовки, граничные для очагов деформации вытяжки — обжима и детали. Принимая макси- к основной части очага деформации на входе и скругленной кромке матрицьь Граница этих участков проходит там, где меридиональные напряжения равны нулю.
Выявленные особенности процесса позволяет установить следующее. Вытяжкой с гидростатическим проталкиванием фланца можно получать детали из различных материалов, обычно штампуемых при вытяжке (опытным путем получены детали из алюминиевых сплавов АМцМ, АД1, меди и медных сплавов — М1, Л62, стали 08кп), и материалов, имеющих более низкие технологические свойства; коэффициент вытяжки.может достигать величины большей 4...5.
При вытяжхе с утонением получают до пятикратного уменьшения толщины стенки н отношение высоты детали к диаметру, равное 9...10. Детали можно изготовлять с флвнцем и без фланца, толщина фланца и донышка при вытяжке с утонением незначительно отличается от исходной, а толщина стенки может быль меньше толщины исходной заготовки (- в 5 раз). При вытяжке без утонения толщина стенок, дна и Фланца более равномерна, чем при вытяжке без гндропроталкивания; точность поперечных размеров выше. Вытяжка с обжимом (рис. 7.1, д) характерна совмещением двух операций в одной и обеспечивает большее изменение диаметра исходной заготовки, чем суммарное изменение, достигаемое при последовательном выполнении вытяжки и обжима.
Для пояснения этого приведем следующие соображения. При вьпяжке и обжимемериднональные напряжения в общем очаге деформации переходят от растягивающих в зоне вытяжки к сжимающим в зоне обжима. Зона с нулевыми меридиональными напряжениями является переходной и разграничивающей очаги деформации вытяжхи и обжима. Ранее полученные зависимости, определяющие напряженное и деформированное состояние при вытяжке и обжиме, в основном могут быть использованы для определения основных параметров процесса деформирования.
Однако следует учесть, что при этой совмещенной операции на границе зон вытяжки и обжима заготовка не спрямляется. Следствием этого является меньшее суммарное мерндиональное напряжение в очаге деформации обжима, и поэтому возникает дополнительная возможность увеличения степени деформации в очаге деформации обжима. С учетом сказанного можно определить коэффициент совмещенной операции вытяжки и обжима 346 347 К,, =)7,/0=К (7.2) коэффициентах обжима К„'" = 1,5 и раздачи общий коэффициент совмещенной операпии При допустимых Кр '" =- 1,25 К,'" = 1,87. 348 мальные коэффициенты для отдельно выполняемых вытяжки и обжима К, '* .= 2, К, = 1,5, для совмещенной операции получим К,ы=З.
Схема по рис. 7.1, д не позволяет получить иэделие с минимальным диаметром по всей высоте, так как действие усилия обжима заканчивается при упоре толкателя обжима в торец матрицы вытяжки. Следовательно„такая схема позволяет получить двухступенчатое изделие с максимальным перепадом диаметров, определяемым по формуле (7.1), цилиндрическое изделие с плоским фланцем или' цилиндрическое изделие с воронкообразным входом, форму которого определяет конструкция матрицы. Обжим с раздачей (рнс. 7.1, а).
Интенсификацию процессов обжима н раздачи путем их совмещения используют для получения ступенчатых и конических деталей с любым углом конусности и в том числе плоских колец. Этот процесс при использовании трубчатых заготовок позволяет получить минимальные отходы материала. При' совмещении в одной операции обжима н раздачи заготовку одновременно деформируют в двух отдельных участках (в двух очагах деформации): в одном происходит увеличение диаметра заготовки — раздача, в другом — уменьшение диаметра заготовки — обжим. В этих двух очагах деформации, а также в недеформируемом участке заготовки, находящемся между ними, действуют сжимающие меридиональные напряжения.
При совпадении очагов деформации обжима и раздачи, в которых действуют окружные соответственно сжимающие и растягивающие напряжения, граница очагов деформации проходит в сечении, где окружные напряжения равны нулю. Напряженное и деформированное состояние заготовки в этом случае определяют в основном ранее полученные зависимости для обжима и раздачи. Усилие деформирования заготовки в этих условиях для обжима и раздачи, очевидно, одинаково. Наибольшее изменение диаметра исходной заготовки можно получить при назначении наибольших коэффициентов обжима и раздачи. Общий коэффициент совмещенной операции обжима с раздачей равен Вытяжка с обжимом и раздачей (рис.
7.1, б) позволяет путем совмещения в одной операции вытяжки, обжима и раздачи достичь еще большего изменения диаметра исходной заготовки, чем при последовательном выполнении этих операций с максимальными коэффициентами. В этой совмещенной операции имеются три очага деформации. При этом очаг деформации раздачи обычно отделен трубчатой частью от очагов деформации обжима и вытяжки. Очаг деформации обжима непосредственно переходит в очаг деформации вытяжки через окружное сечение, в котором меридиональные напряжения равны нулю.
В каждом очаге деформации возникают характерные для отдельной элементарной операции напряжения: в очаге деформации раздачи — — растягивающие окружные н сжимающие мериднональные, в очаге деформации обжима — - сжимающие окружные и мериднональные, в очаге деформации вытяжки — — сжимающие окружные н растягивающие меридиональные. На основе этого может быть назначена в совмещенной операции несколько большая степень деформации, чем в отдельной операции обжима.
Напряженное и деформированное состояние, на основе приведенных соображений, в участках раздачи и вытяжки можно полностью описать ранее полученными соотношениями для процессов раздачи и вытяжхи. Эти же параметры в участке обжима также можно характеризовать ранее полученными соотношениями для процесса обжима при исключении из них члена, учитывающего спрямление заготовки на выходе из очага деформации. Предельные возможности изменения диаметра исходной заготовки можно определить на основе предельно допустимого коэффициента для каждого из процессов: г е В„В, В.„д — соответственно диаметры заготовки и диаметры, и п еаемые при раздаче, обжиме и вытяжке. При назначени р- дельных операционных коэффициентов при раздельном выполи ненни — 1,5, К вЂ” 1,25 вытяжки, обжима и раздачи К, = 2, К, коэффициент совмещенной операции будет несколько больше, чем произведение приведенных К...
в 3,75. Раздача с подпором (рис. 7.1, в) обеспечивает дополнительное увеличение диаметра исходной заготовки по сравнению с раздачей без противодавления. Положительный эффект противодавлевия захлюча- ется в изменении краевых условий на границе очага деформации, где создаются сжимающие напряжения. Наличие сжимающих меридио- 349 а, '" = — а, 1 + а — — ' + з(па — 3 — 2соза), ! л„)' ~ л„~( (7.4) ч„ где п = — "' — относительное напряжение противодавления а . а, .Р' Из условия пластичности получим выражение окружного растягивающего напряжения ав=а,~а =а,1- 1~ — 1- — — + + и — '' ° «1па — — (3 — 2со«а) ( /1„! ~ л„~ (7.5) Из ранее полученного соотношения для изменения толщины детали при плоском напряженном состоянии «,/«в -= (11/г) ' ' можно 1 - зови установить, что толщина стенки в условиях действия проталкивания при одинаковом изменении диаметра исходной заготовки при раздаче без проталкивания и с проталкиванием будет всегда больше, чем при раздаче без проталкивания, Практический опыт подтверждает целесообразность этого способа интенсификации: раздача с подпорам труб из сплава Д1-М позволяет увеличить исходный диаметр в 1,4 раза вместо 1,2 раза при раздаче без подпора.
Силовая интенсификация вытюкки может быть получена путем создания активных сил трения (рис. 7.1, ж) на одной из сторон фланца. Зту схему легко реализовать с помощью инструмента, одна 350 нальных напряжений на верхней границе очага деформации с одновременным возникновением тангенциальных растягивающих напряжений снижает величину окружных растягивающих напряжений, что способствует большему изменению исходного диаметра заготовки. Принимая во внимание влияние противодавления как граничное условие при определении произвольной постоянной после интегрирования уравнении равновесия с учетом условия пластичности, получаем меридианальное сжимающее напряжение с/а р р- —" а -ав рг/ — =О. ~/р « (7.6) После интегрирования с учетом условия пластичности (а, = и,— в ав), краевого условия (при р =- Я, а, = — !/), изгиба и активнных сил трения на рабочей кромке матриша получаем а =.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
