1.3.3 Формообразование прямолинейного рифта

Особый интерес для практики представляет штамповка прямолинейного рифта, т.е. рельефа, у которого (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Схема к расчету потребного давления при штамповке прямолинейного рифта

Для этого случая уравнение Лапласа принимает вид:

(1.2)

или с учетом условия пластичности для одноосного напряженного состояния имеем

, (1.3)

где - интенсивность напряжений.

При этом можно записать:

; (1.4)

; (1.5)

; (1.6)

. (1.7)

Выражение для определения потребного давления при формообразовании прямолинейного рифта принимает вид, аналогичный выражению для определения давления при формообразовании сферообразного рельефа:

, (1.8)

где .

При ; ; имеем:

;

; .

В процессе штамповки-вытяжки на гидравлическом прессе при первом касании эластичного пуансона плоской листовой заготовки происходит ее защемление по периметру. В дальнейшем процесс протекает за счет вытяжки, причем вытяжка по заготовке будет неравномерна. Первый рифт претерпевает наименьшее утонение металла, с последующим оно увеличивается. Поэтому возникает необходимость правильного расчета усилия деформирования, геометрии гофры и выбирать материал, обладающий высокими пластическими свойствами в холодном состоянии. При несоблюдении этих и других требований можно наблюдать уже на втором рифте несплошность материала, а на третьем – разрыв. Так для примера была отштампована гофрированная панель на гидравлическом прессе из нержавеющей стали (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Экспериментальный образец из 12Х18Н10Т, имеющий разрывы

Неравномерность деформации наблюдается не только от рифта к рифту, но и по его сечению.

1.3.4 Штамповка-вытяжка с перемещением фланца заготовки

Штамповка на молотах листовой гофрированной жесткости – это процесс вытяжки с перемещением фланца заготовки. В процессе штамповки материал, находящийся по периметру заготовки постепенно подтягивается и вовлекается пуансоном в очаг деформации, что способствует уменьшению утонения рифта.

Следует учитывать, что сопротивление от трения при штамповке-вытяжке этим методом имеет тенденцию увеличиваться по ходу вытяжки: за счет увеличения площади соприкосновения заготовки с внутренней стенкой матрицы и за счет наличия и увеличения по ходу вытяжки силы дополнительного прижатия заготовки к стенкам матрицы давлением со стороны пуансона. Последнее при гидродинамическом режиме смазки не имеет существенного значения.

Следовательно, с увеличением площади соприкосновения заготовки с внутренней стенкой матрицы процесс становится аналогичным штамповке-вытяжке без перемещения фланца заготовки (рассмотренный выше), т.е. дальнейшее формообразование происходит за счет вытяжки (утонения металла).

Процесс изготовления листовой гофрированной панели штамповкой на молотах кроме высокой скорости деформирования имеет еще ряд технологических особенностей.

Данный процесс необходимо проводить несколько переходов, иногда предварительное формоизменение осуществляется на другом оборудовании (как в нашем варианте изготовления), или используя резиновые прокладки для обеспечения равномерности деформации.

В начальной стадии штамповки в процессе подтяжки фланцев и вовлечении их в очаг деформации, сам фланец, в силу его свободы, претерпевает коробление. В дальнейшем это приводит к накоплению концентраторов напряжений как в заготовке, так и в верхней половине штампа, что может привести к разрушению того или другого. Поэтому на производстве производят постепенное деформирование с применением резиновых прокладок, либо осуществляют предварительное формообразование штамповкой эластичным пуансоном по жесткой матрице на гидравлическом прессе до определенной степени, а затем на молоте производят окончательную штамповку.