2.14. Геометрия рабочего инструмента для вытяжки

Радиус закругления кромки матрицы определяется через относительный радиус /S. Выбирается по справочникам в зависимости от толщины металла, марки материала, коэффициента вытяжки m. Например, для стали при большой степени деформации (m малы → m ≈ 0,45- 0,5):

( S/D) * 100 %	3,0	1,5	0,5	0,25
/S	5	8	12	14
/S	3	5	8	9

Здесь – радиус закругления кромки пуансона. При больших значениях m (m = 0,55…0,65) можно брать меньшие значения /S. Если вытяжка многооперационная, то на каждой последующей операции можно уменьшать. Обычно принято считать: (5-6) * S.

Односторонний зазор между пуансоном и матрицей Z:

Z = S + δ + a,

где S- номинальная толщина металла; δ – положительное (верхнее) отклонение

допуска на толщину металла; а - прибавка, определяющаяся по таблице в зависимости от S: чем ↑S, тем ↑ а.

Расчёт диаметров пуансона и матрицы и зависит от того ,как задан размер детали:

а) задан допуск на наружный размер

= ; = ;

Рис. 2.36. Задан наружный размер детали

где П - припуск на износ матрицы; П ≈ (0,8-1,0)*| , отрицательное (нижнее) отклонение допуска на размер детали;

- допуски на изготовление матрицы и пуансона; берутся по 6 - 8 квалитету точности (пуансон по h, матрица по H);

- берутся по 12 - 14 квалитету точности.

б) задан допуск на внутренний диаметр

; П ≈ (0,2- 0,5)* .

Рис. 2.37. Задан внутренний диаметр заготовки

Мы рассмотрели расчет диаметров пуансонов и матриц при их раздельном изготовлении.

2.15. Расчет параметров при многооперационной вытяжке

Расчётный коэффициент вытяжки: m= , где d – диаметр детали по средней линии; D – диаметр заготовки.

По таблице назначают минимально допустимое значение коэффициента 1-й вытяжки: = f ( *100%); чем ↓ *100% , тем ↑ .

Если m ≥ – одна вытяжка; если m < - многооперационная вытяжки (две и более операции).

Например: D = 300 мм; d =100 мм; m = = 0,33; S = 2; *100 = * *100 = 0,67. По табл. из справочника ≈ 0,55; m < - требуется несколько вытяжек (как минимум две).

Минимально допустимые коэффициенты вытяжки на 2 - й ,3 - й и последующих операциях:

< .

Например, вытяжка цилиндрической детали без фланца при *100% = =1,5 - 2,0; = 0,48; =0,73.

Это объясняется тем, что при 2-й вытяжке по сравнению с 1-й более сложное течение металла; металл упрочняется и уменьшается пластичность.

Схема 2-й вытяжки показана на рис. 2.38.

Рис.2.38. Схема второй вытяжки

При второй вытяжке стакан Ø и высотой перетягивается на диаметр ; ; .

При многооперационной вытяжке диаметр заготовок по операциям:

1) назначаем ; определяем = * D;

2) назначаем ; определяем = * ;

3) назначаем = * .

= * .

n - номер операции.

Принятые коэффициенты вытяжки на каждой операции должны быть больше минимально допустимых (табличных) .

m = .

Здесь m - расчетный коэффициент вытяжки m = .

Пример: D = 300мм; d = 100мм; m = = 0,33; S=2; *100 = 0,67; → ≈ 0,55; m < - многооперационная вытяжка.

Определим ≈0,75. Если примем, что и , то

0,55 * 0,75 = 0,41.

m = 0,33 < 0,41 → нужна 3-я вытяжка. За две вытяжки получим диаметры:

Таким образом, необходимый Ø d=100 мм за 2 операции не получить.

Назначаем ≈ 0,77. Если принять, что , то мм, то есть можно получить деталь за три вытяжки.

Нам необходим больший диаметр, поэтому перераспределим коэффициенты по операциям:

= 0,56; = 0,76; = m / ( = 0,78.

Получили . Диаметры по операциям:

1) = * D = 0,56 * 300 = 168 мм;

2) = * = 0,76 * 168 = 128 мм;

3) = * = 0,78 * 128 = 100 мм; (округлили до целых).

В практических заданиях и курсовом проекте округлять до десятых долей мм.

Рассмотрим расчёт высоты детали после 1-й вытяжки (расчет ведется по средней). На рис. 2.39 показан чертеж детали. Заданы d, h_д, r и s.

Рис.2.39. Заданный чертеж детали

Расчет площадей элементарных фигур f₁, f₂, f₃ ведется с учетом припуска на обрезку по высоте детали. Площади детали и заготовки равны:

; ; D= 1,13* .

Таким образом, площадь известна. После первой вытяжки неизвестна высота цилиндрической части заготовки h’ (рис. 2.40). Диаметр d₁ определен через коэффициент первой вытяжки: d₁ = d * m₁. Радиус у дна заготовки r₁ задан: принимаем r₁ ≥ r.

Рис. 2.40. Схема заготовки после первой вытяжки

Площади f₂ и f₃ рассчитываем по размерам. Площадь цилиндрической части детали =π* * h’. С другой стороны = , т.е. f₁

известна. Таким образом, неизвестная высота

h’ = .

Напомним, что расчеты ведутся по средней линии и высоту детали необходимо увеличить с учетом припуска на обрезку.

После 3-х или 4-х операций вытяжки пластические свойства металла детали исчерпываются и необходимо выполнить отжиг заготовки.