Учебное пособие 800606

напряжениям по сравнению с вытяжкой цилиндрических изделий при одном и том же коэффициенте вытяжки.

Если коэффициент вытяжки, равный отношению диаметра заготовки к минимальному диаметру ступенчатого изделия, меньше допустимого коэффициента вытяжки цилиндрического изделия из плоской заготовки, то данное изделие можно по-

сил трения на кромке матрицы вследствие меньшего угла ох-

можность одновременного оформления ступеней в заключительной фазе деформирования, происходящее в основном за счет местного утонения без значительного радиального смещения заготовки.

Возможность вытяжки за 1 переход можно определить по формуле (ГАЗ):

где hn 1 - высота ступени;

dn 1 - диаметры ступеней.

3.2.10 Вытяжка конических деталей

При вытяжке за 1 переход конические детали изготавливаются из плоской заготовки.

Особенностью операции является то, что участок внеконтактного деформирования имеет значительную протяжѐнность (рис. 3.40). В этом участке заготовка деформируется при отсутствии внешних сил на ее поверхности, с меньшим влиянием изгибающих моментов.

181

При таких условиях деформирования указанный участок должен получать кривизну, отличную от 0.

Условие равновесия элементов заготовки в этом участке при проецировании на нормаль к срединной поверхности запишется в виде:

Рис. 3.40. Вытяжка конических деталей

Опасным сечением будет наружная граница зоны контакта со скругленной кромкой пуансона.

На схеме видно три участка очага деформации: фланец, кромки матрицы и участок в зазоре между пуансоном и матрицей.

поля напряжений в каждом участке, используя в качестве гра-

182

ничных условий равенство меридиональных напряжений на границе смежных участков.

сколько меньше, чем для цилиндрических, и предельные коэффициенты вытяжки можно приблизительно принять в расчѐтах равными.

Спрямление образующей достигается правкой между коническими поверхностями матрицы и пуансона. Для большей точности выполняют разные углы у матрицы и пуансона, учитывая утолщение заготовки.

Возможность потери устойчивости заготовки во 2 участке меньшая, чем во фланце при вытяжке без прижима, потому, что 2 участок находится между участками, в которых потери устойчивости не происходят.

Вытяжка в несколько переходов производится, когда m mд допускаемого коэффициента первого перехода цилин-

дрических деталей.

Варианты многооперационной вытяжки:

183

Можно получить цилиндрическое изделие с диаметром меньшим dизд , на последнем переходе раздать до d1 , что создаст силу, заталкивающую заготовку в матрицу, обеспечит

изделий на последующих переходах.

2.За предварительные переходы получают ступенчатую деталь, у которой касательная к наружному контуру имеет тот же угол наклона к оси симметрии, что и образующая конической детали. На последнем переходе ступенчатая деталь спрямляется.

При малой относительной толщине уменьшение диаметральных размеров выступающих частей контура может привести к потере устойчивости с образованием продольных складок.

Для уменьшения тангенциальных напряжений сжатия выступающих участков рекомендуется контур ступенчатого изделия вписывать в контур конического. Устранение следов перехода от одного участка к другому достигается проглаживанием на давильных станах.

3.При вытяжке конических изделий по 3 варианту происходит постепенное образование конической поверхности заданной детали, каждый последующий переход как бы наращивает конический участок. Спрямление образующей происходит при больших растягивающих напряжениях, что обеспечивает высокое качество поверхности.

3.2.11Вытяжка сферических деталей

Вытяжка сферических деталей или деталей, имеющих выпуклую донную часть, характеризуется значительными пластическими деформациями донной части (рис. 3.42).

Так же, как и при вытяжке конических изделий, здесь имеют место три участка очага деформации.

185

S

Складок не будет, если 100 1,3 .

Rcф

При вытяжке в глухую матрицу складок не будет, если

S 100 0,85 .

Rcф

Для предотвращения складкообразования приходится увеличивать величину растягивающих напряжений, что приводит к опасности разрушения.

Способ вытяжки, предложенный Л.А.Шофманом и П.И. Локотошем, по своей сути является совмещением в одной позиции штампа прямой и реверсивной вытяжки, где за счѐт увеличения контактного трения увеличиваются растягивающие напряжения в донной части, снижая возможность потери устойчивости.

Многопереходная вытяжка деталей с криволинейной образующей может быть также осуществлена способами многопереходной вытяжки конических деталей.

3.2.12 Вытяжка коробчатых деталей

При вытяжке коробчатых деталей отсутствует осевая симметрия деформирования, что приводит к тому, что напряжение p , действующее по нормали к контуру отверстия мат-

рицы, и перпендикулярно к нему - напряжение не являют-

ся главными - это значительно усложняет анализ процесса деформирования.

Деформирование коробчатых изделий При вытяжке коробчатых изделий контур отверстия мат-

рицы состоит из прямых линий и дуг окружностей. Радиус кривизны прямолинейного контура равен и углового участ-

ка rу (рис. 3.43)

187

На прямолинейных участках и угловых касательные напряжения равны нулю. На участке сопряжения прямолинейного участка с угловым в радиальном направлении действуют

касательные напряжения равные 2S .

Рис. 3.43. Эпюры напряжений во фланце при вытяжке низкой коробчатой детали

Сдвиги, возникающие на стыке, вызывают сдвиги в соседних элементах, и касательные напряжения будут действовать и на определенном удалении от него, убывая от места стыка и в ту и в другую стороны. Касательные напряжения яв-

188

Неясность граничных условий и закона убывания касательного напряжения по мере удаления от стыка усложняет задачу по отысканию поля напряжений.

Решение возможно только с использованием ряда допущений.

1.Касательные напряжения не зависят от радиуса.

2.Зависимость от угла θ линейная на биссектрисе уг-

ла:

решение первого уравнения равновесия и уравнения пластичности и интегрирование полученного дифференциального уравнения по ρ (при θ постоянной) дает:

189

Максимальное значение будет иметь на биссектрисе

угла при = 0, убывая к стыку между угловым и прямолинейным участками

при этом a изменяется от нуля при вытяжке цилиндра, когда сдвиги отсутствуют.

Эксперимент показал, что пластическая деформация распространяется в обе стороны от места стыка одинаково, то, следовательно, s , так как элементы вблизи стыка получа-

ют не только сдвиговые, но и линейные деформации. Можно принять приближенно, что величина сдвиговой деформации уменьшается вдвое за счет большей протяженности зоны деформирования в тангенциальном направлении по сравнению с условиями деформирования, когда в прямолинейном участке деформации отсутствуют

= 2s .

190