2.23. Вытяжка с утонением

Вытяжку с утонением применяют для изготовления тонкостенных полуфабрикатов. При вытяжке (рис. А) длина вытягиваемой детали увеличивается за счет утонения ее стенок. Обычно утонение за один проход не превышает 30-35% начальной толщины, что обеспечивается соответствующим выбором величины зазора между матрицей и пуансоном. При вытяжке толщина полуфабриката не изменяется. Вытяжку можно осуществить через несколько матриц, расположенных последовательно одна за другой (рис. Б).

Рис. 2.49. Схема вытяжки с утонением

2.24. Отбортовка

В процессе отбортовки одновременно увеличивают технологическое отверстие и изгибают заготовку на рабочей кромке матрицы, а затем спрямляют ее при перемещении относительно рабочей кромке пуансона. Начальная стадия процесса отбортовки показана на рис. 1,а, а конечная на рис. 1,б.

Зона пластической деформации при отбортовке представляет собой кольцевой участок, ограниченный радиусами и R (рис.1, а). Напряженное состояние зоны пластической деформации - плоское, характеризуемое двухосным растяжением радиальном и окружном направлении. В связи с этим пластичность материала заготовки невысокая, высота горловины, полученная отбортовкой, составляет всего 0,2-0,3 ее диаметра.

Рис. 2.50. Стадии отбортовки: а- начальная, б- конечная

На рис. 1: - текущий (увеличивающийся в процессе деформации) радиус отверстия; = /2 – радиус исходного отверстия; R=D/2 – радиус отверстия после отбортовки; - толщина металла после отбортовки; немного меньше исходной толщины S.

Коэффициент отбортовки = ( - расчетный коэффициент). [ . Минимально допустимая величина [ ] зависит от: 1) от характера обработки и состояния кромок исходного отверстия (сверление или пробивка; наличие или отсутствие заусенцев); 2) относительной толщины металла (S/D)*100%; 3) марки металла и его свойств; 4) формы рабочей части пуансона (цилиндрическая, сферическая).

Чем меньше , тем больше деформация.

Например, с увеличением (S/D)*100% уменьшается. Для сферических пуансонов меньше, чем для цилиндрических.

Если > [ ], то отбортовка возможна.

Диаметр отверстия под отбортовку определяется как для заготовки с закруглением, получаемой гибкой (по средней линии), то есть из равенства длин линий АВ и АС (см. рис. 2.51., б.).

Рис. 2.51. Схема штампа для отбортовки: 1- пуансон, 2-съемник, 3-матрица, 4-выталкиватель.

со штампами для первой операции вытяжки, используе­мыми на кривошипных прессах простого действия (рис. 2). Отличие заключается в том, что на пуансоне закрепляется фиксатор, диаметр которого равен диаметру технологического отвер­стия d₀. Зазор между пуансоном и матрицей принимается равным толщине металла, диаметр пуансона D_п соответствует диаметру горловины D. Радиус скругления пуансона r_п принимается рав­ным 6-8 толщинам заготовки.

2.25. Обжим пустотелых цилиндрических заготовок

Обжимом обрабатывают заготовки в виде отрезков труб, сварных кольцевых обечаек и цилиндрических полуфабрика­тов, полученных вытяжкой.

В массовом и крупносерийном производстве обжим осущест­вляют в специальных штампах, рабочий орган которых - коль­цевая матрица. В зависимости от требуемой формы детали (конус­ной или куполообразной) используют матрицы с рабочей поло­стью, имеющей прямолинейную, наклонную к оси симметрии, или криволинейную образующую.

Если обжим ведут в свободном состоянии - без противодав­ления (подпора) заготовки снаружи и изнутри (или только сна­ружи), пластически деформируется лишь ее участок, находящийся в полости матрицы, остальная часть деформируется упруго.

Обжимом получают горловины цилиндрических бидонов (в том числе баллонов аэрозольной упаковки), различные переходники трубопроводов, горловины гильз и пр. (рис-1). Кроме того, обжимом в сочетании с другими операциями листовой штамповки (например, раздачей) получают различные детали из сварных кольцевых заготовок (сепараторы подшипников качения, детали колес сельскохозяйственных машин и др.).

Деформация при обжиме оценивается коэффициентом обжима, который представляет собой отношение диаметра заготовки к срединному диаметру деформированной ее части К_об =D/d.

Конструктивные особенности штампов. Конструкция штампа для обжима изменяется в зависимости от требуемой степени де­формации. Если степень деформации близка к критической, воз­можна местная потеря устойчивости в виде складки у опорной поверхности заготовки. В этом случае применяют полузакрытые штампы с частичным противодавлением (подпором). передаваемым цилиндрическому участку заготовки неподвижной втул­кой, закрепленной на нижней плите штампа.

Рис.2.52. Детали, получаемые обжимом

При высокой степени обжатия, когда коэффициент обжима больше допустимого, применяют закрытые штампы со скользящей втулкой, создающей противодавление по всей высоте заготовки. Использование такого штампа исключает возможность появления кольцевой складки у опорной поверхности, конструктивная схем;) такого штампа показана на рис.2 . При обжиме заготовок с относительной толщиной стенки s/D > 0,3 в скрытых штампах можно получить степень деформации до 70 -80 %.

Рис.2.53. Закрытый штамм для обжима: 1-верхняя плита, 2-матрица, 3-ловитель, 4-борт упорный, 5-оправка упорная, 6-пружина, 7-втулка скользящая, 8-нижняя плита.