1. Вытяжка

Вытяжкой называется операция штамповки, при которой плоская заготовка превращается в полую деталь замкнутого контура. На светотехнических заводах методом вытяжки изготавливают корпуса светильников с лампами накаливания и газоразрядными лампами, отражатели для этих светильников, а также различные декоративные детали.

Вытяжкой легче всего изготавливаются полые цилиндрические и полусферические детали. Для получения деталей другой формы, например конической, приходится значительно увеличивать число технологических переходов.

По характеру и степени деформации различают:

1 вытяжку без утонения стенок;

2 Вытяжку с утонением стенок (протяжку);

3 Комбинированную вытяжку.

В первом случае вытяжка происходит без изменения толщины стенки изделия, но при значительном уменьшении диаметра заготовки

Во втором случае вытяжка осуществляется за счет уменьшения толщины стенки вытягиваемого полуфабриката при незначительном уменьшении его диаметра.

В третьем случае она характеризуется одновременно значительным уменьшением диаметра и толщины стенки вытягиваемого полуфабриката.

Различают неглубокую (d/h<5) и глубокую (d/h>=5) вытяжки. Процесс вытяжки может сочетаться с формовкой, гибкой или отбортовкой. Основным инструментом при вытяжке является матрица с закругленной верхней кромкой и пуансон с закругленной нижней кромкой.

Усилие вытяжки для первой операции:

где Р_о1 - усилие вытяжки, МН;

σ_в - сопротивление растяжению, МПа;

D - диаметр плоской заготовки, мм;

d₁ - диаметр вытягиваемой детали, мм;

К_1В – степень вытяжки (К_1В=D/d₁).

Усилие для последующих операций вытяжки:

С учетом усилия на проталкивание, максимальное усилие вытяжки:

P=(1,2÷1,3) P₀.

Часто при вытяжке по краю изделия возможно образование складок. Оно вызывается напряженно-деформированным состоянием металла. Для предотвращения образования складок применяют прижимные кольца с помощью которых прижимают фланцы заготовок к матрице. В этом случае металл не имеет возможности образовывать складки, а вынужден перемещаться под давлением пуансона в радиальном направлении. Прижимы применяют как для первой операции вытяжки, так и для последующих. Но усилие прижима надо правильно рассчитать, поскольку при недостаточном усилии происходят проскальзывание заготовки и образование на детали складок, при слишком большом усилии прижима последний не дает заготовке увлекаться пуансоном в матрицу и происходит разрыв заготовки. На практике усилие прижима принимают равным ¼ усилия вытяжки.

Для вытяжки применяют прессы двойного действия, которые имеют два ползуна - наружный и внутренний.

При вытяжке глубоких деталей предварительно вытягивают промежуточную деталь, имеющую меньшую высоту и больший диаметр, чем окончательные детали. Затем операцию вытяжки повторяют несколько раз, пока не будет получена окончательная деталь.

Последующие операции вытяжки осуществляются двумя различными способами – прямым и обратным. При прямом способе все последующие операции вытяжки производятся в одном и том же направлении, а при обратном (реверсивном) способе направление вытяжки меняется. При реверсивном способе, предварительно вытянутая полая заготовка устанавливается дном кверху на матрицу и пуансоном вытягивается со стороны дна внутрь. При таком способе вытяжки металл соприкасается с двумя вытяжными кромками матрицы и получает дополнительное натяжение. Это способствует получению гладких, без складок изделий. В светотехническом производстве при изготовлении отражателей СП обратная вытяжка применяется особенно широко, поскольку при ограниченном числе переходов позволяет получить качественное изделие.

Для конических, сферических и параболических деталей процесс вытяжки сложнее, вследствие того, что материал большой промежуток времени не имеет контакта одновременно с матрицей и пуансоном. Проблема решается последовательными операциями, увеличением радиальных растягивающих напряжений, применением обратной вытяжки (особенно выгодно для параболических деталей).

Для увеличения производительности при штамповке деталей конической или пологой криволинейной формы, может применяться вытяжка в 2 – 3 слоя заготовок, наложенных друг на друга. Подобный способ штамповки облегчает деформацию тонкого металла и предотвращает образование складок и других внешних дефектов.

Также может применяться пульсирующая вытяжка, вытяжка эластичным пуансоном, которые позволяют получать детали с качественными поверхностями. существуют специфические методы холодной листовой штамповки: штамповка взрывом, электрогидравлическая штамповка (электрический разряд в жидкости), магнитно-импульсная штамповка, штамповка с ультразвуком, в светотехническом производстве применяются ограниченно.