2.2. Операция 020. Операция вытяжки

Процесс вытяжки сопровождается упрочнением материала заготовки и потерей пластических свойств, поэтому возможности операций вытяжки ограничены допустимой степенью деформации.

Усилие вытяжки для первого перехода

P_ВЫТ =   d_д  s  _РМАХ,

где _РМАХ – максимальные растягивающие напряжения, действующие в материале заготовки,

_РМАХ ,

где Q – усилие прижима;

 – коэффициент трения;

 – угол конусности матрицы (угол между образующей и осью симметрии), при вытяжке цилиндрического стакана  = π/2.

_В – относительное уменьшение площади поперечного сечения материала при растяжении образца в момент начала образования шейки,

_В = _В/(1+_В),

где _В – относительное удлинение материала при растяжении образца в момент начала образования шейки, определяемое как

_В = 0,4  ₁₀,

где ₁₀ – относительное удлинение при разрыве образца.

.

Усилие Q прижима фланца определяется по формуле

Q = qпрж*Fпрж,

где qпрж (Н/мм²) – удельное усилие прижима, 0,8 – 1,8 Н/мм².

Fпрж (мм²) – площадь части заготовки, зажатой между матрицей и прижимным кольцом; Fпрж=1

Q =1,8Н/мм².

Коэффициент трения μ = 0,25…0,3 зависит от типа выбранной технологической смазки. В качестве смазывающих веществ используются минеральные и растительные масла, а также другие жидкости с наполнителями в виде порошка графита, мела, талька. Используемая технологическая смазка - коллоидный графит (80 %) в масле.

m - Коэффициент вытяжки для цилиндрических деталей определяется отношением диаметра dN детали после вытяжки к диаметру dN-1 заготовки

m = dN / dN-1,

где N – номер операции вытяжки, для первой вытяжки (первый переход)

m1 = d1 / D,

где D – диаметр плоской заготовки.

m1 = 60 / 108=0,55.

Усилие P_ВЫТ вытяжки не должно превышать максимального усилия [Р_ВТ], которое определяется из условия прочности стенок вытягиваемой детали

[Р_ВТ] =   d_д  s  _P,

_P = (1,1 – 1,2)  _В,

где _В – предел прочности штампуемого материала, МПа, _В = 380МПа.

_P = 1,1  380=418Н/мм²,

[Р_ВТ] = 3,14  108  1,2  418= 170317Н.

[Р_ВТ]> P_ВЫТ

Работа деформации

А_ВЫТ = (0,6 - 0,8)  P_ВЫТ Н_В,

где Н_В – глубина вытяжки, или рабочий ход пуансона, на протяжении которого действует P_ВЫТ.

Н_В = Н_Ц + r_П + s,

где Н_Ц – высота цилиндрической части вытягиваемого стакана, Н_Ц=0

Н_В=28,8+18,8+1,2=48,8мм.

А_ВЫТ = 0,8  14293648,8= 6,7 МДж

По результатам расчетов делаем вывод, что вытяжка проводится в один переход.

3. Определение центра давления штампа

В штампах для гибки, вытяжки и других формоизменяющих операций центр давления обычно не определяют, так как конструкции таких штампов содержат как правило один пуансон, ось которого является линией действия равнодействующих всех сил.

4 Выбор материалов для изготовления деталей штампа

Выбор материалов для изготовления рабочих элементов штампов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Материалы рабочих элементов штампов

Штампуемые материалы	Рабочие элементы штампа	Марка материала для изготовления рабочих элементов	HRCэ после термообработки
			матрицы	пуансона
Штампы для формообразующих операций
Низкоуглеродистые стали, цветные металлы	Пуансоны, матрицы	Х12М	55–59	53–57

Для изготовления деталей технологического, конструктивного, кинематического и вспомогательного назначений используем в основном углеродистые обыкновенного качества (Ст. 3, Ст. 4), углеродистые конструкционные (Сталь 45, Сталь 40Л), а так же легированные конструкционные стали (40Х, 45Х). В отдельных случаях применяем шарикоподшипниковая сталь марок ШХ15, ШХ4, ШХ15СГ, ШХ20СГ.