книги из ГПНТБ / Скворцов, Г. Д. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки подготовительные работы

:и пазы выполняются в штампах на первых формообразующих опе­ рациях или при вырубке (обрезке) заготовки. Иногда пробивку технологических отверстий выделяют в самостоятельную опе­ рацию.

§3. ОСОБЕННОСТИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ АСИМ М ЕТРИЧНЫ Х

ДЕТАЛ ЕЙ

Среди сложных деталей, получаемых из тонколистового ме­ талла вытяжкой или формовкой, встречается не мало деталей, которые невозможно получать с высоким качеством поверхности без применения специальных технологических приемов. К таким деталям можно отнести, например незамкнутые глубокие детали (рис. 3).

Если их вытягивать без напуска металла в откры­ той зоне, то в процессе деформирования заготовка будет сдвигаться в про­ тивоположную сторону. Кроме того, форма откры­ того конца детали ока-

Рис. 3. Способы обеспечения равномерной вытяжки (формовки) деталей асимметричной формы

жется нечеткой, а иногда и с гофрами. Поэтому формообразование рекомендуется выполнять при напуске металла (рис. 3, а), величину которого устанавливают экспериментально. Это вызы­ вает излишний расход металла, однако исключает смещение за­ готовки в одну сторону, а также обеспечивает высокое качество вытяжки.

Если представляется возможным, то более рационально формообразовывать в спаренном виде (рис., 3, б) с последующей разрезкой на две детали (можно спаривать и большее число де-

10

П р и м е ч а н и е . Наименьшие значения а принимать для металла меньших толщин, а наибольшие — для больших толщин.

талей: три, четыре и т. д.). При этом создаются условия для симметричного распределения растягивающих напряжений отно­ сительно оси х—х. Взаимная жесткая связь двух деталей, выпол­ няемых одновременно из одной заготовки, предотвращает сдвиг выступающих зон А.

Величину припуска а (размер рабочей части ножа) на разрезку назначают в зависимости от размеров поперечного сечения детали

итолщины штампуемого металла (табл. 1).

Впринципе размер а допускается выполнять в пределах 0,8—1,0 толщины штампуемого металла. Однако нож такого раз­ мера практически возможно выполнить только при максимальном поперечном размере детали ориентировочно не более 10 толщин

металла.

Но не всегда возможно и не всякий раз целесообразно спа­ ривать детали. Например, это исключается, если габаритные раз­ меры детали настолько велики, что при спаривании рабочая пло­ щадь оборудования становится недостаточной. Иногда спаривать нерационально потому, что при штамповке одной детали можно, поворачивая ее, иметь вытяжку меньшей глубины по сравнению со штамповкой спаренных деталей. Может оказаться, что только в этом случае прижимное устройство и ход ползуна пресса обеспе­ чат ее формообразование. Не исключен и такой случай, когда при спаривании деталей вытяжка оказывается невозможной из-за разрыва металла. Таким образом, тот или иной вариант выбирают в зависимости от конкретных условий.

§ 4. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ Д ЕТАЛЕЙ , ПОЛУЧАЕМ Ы Х ВЫ ТЯЖ КОЙ

ТЕХ Н О Л О ГИ Ч Е С К И Е О ТВЕРСТИЯ В Д Н Е ЗАГОТОВКИ

Во время технологической проработки добиваются того, чтобы число операций было сокращено до минимума. Например, при многооперационной вытяжке (или формовке) деталей с относи­ тельно большим отверстием в дне можно уменьшить число перехо­ дов, если предварительно в нем будет пробито (или просверлено) отверстие меньшего диаметра. Это расширяет зону деформирова­ ния металла в результате деформирования дна. Таким образом, боковая поверхность вытягиваемой детали образуется не только за счет течения металла с краев заготовки, но и течения металла дна, превращающегося в активную зону деформирования. В этих условиях протекают одновременно два процесса: вытяжка и от­ бортовка. При высоких степенях деформации превалирует отбор­ товка, а при низких — вытяжка.'

Под плоским торцом пуансона схема напряженного состояния, как и при обычной вытяжке, остается плоской (плоское растяже­ ние). Оба напряжения в тангенциальном от/ и радиальном ог направлениях растягивающие. Для плоской задачи эта схема

12

тангенциального а(. Величина последнего, согласно условию пластичности (постоянство максимальных касательных напряже­ ний), равна пределу текучести, т. е. at = os. Значение радиального напряжения в любой точке плоского дна можно определить по формуле [24 ]

( 1 )

В начальный момент деформирования радиальное напряжение на краю отверстия dx.будет равно нулю, так как р = 0 ,5 ^

Далее, с увеличением размера р оно будет посте­ пенно возрастать, но ни­ когда не достигнет предела текучести as (выражение

ные и нормальные напряжения становятся равными нулю и, следовательно, создаются благоприятные условия для течения металла в радиальном направлении.

С целью выявления закономерности изменения диаметра цен­ трального отверстия в дне цилиндрической детали при ее формо­ образовании автором были проведены эксперименты на специально изготовленных универсальных штампах. В качестве оборудования использовали кривошипные прессы ЗИЛ80 и КП7, оснащенные пневматическими буферами. Было испытано не менее 600 загото­ вок-полуфабрикатов из стали 08ВГ с использованием отходов производства.

Предварительные технологические отверстия диаметром dx (рис. 4) пробивали в штампе до вытяжки. Диаметры отверстий dx и диаметры вытяжки DB назначали таким образом, чтобы их от­

ношения ~ ~ были кратны 0,05. Параллельно с экспериментами определяли° теоретическую зависимость между диаметром dxА

13

предварительно выполненного отверстия в заготовке й диаметром d2 отверстия, изменяющегося в процессе формообразования.

Установлено, что на изменение центрального отверстия в де­ тали при вытяжке влияют следующие основные параметры:

1) геометрический параметр е

где т — --------- коэффициент вытяжки; i-'aar

2)высота Я полуфабриката (вытяжки);

3)отношение ■^В»

4)толщина металла S.

Эксперименты показали, что диаметр отверстия в вытягивае­ мой детали в процессе формообразования изменяется пропорцио­ нально диаметру предварительно выполненного отверстия, гео­ метрическому параметру е и высоте вытяжки, но обратно про­ порционально диаметру соответствующего перехода. На основа­ нии этого выведена следующая эмпирическая формула для опре­ деления диаметра отверстия d2:

Результаты экспериментов незначительно отличались от ре­ зультатов расчета по формуле (2). Для примера сравним ре­ зультаты расчета и эксперимента, проведенного при вытяжке цилиндрических деталей из заготовки диаметром 81 мм и толщи­ ной 1 мм. В заготовках были выполнены технологические отвер­

при следующих отношениях

14

Продолжение табл. 2

Радиусы закругления пуансона гп и матрицы гы были приняты соответственно рекомендациям, приведенным в главе II, § 3.

Дно деталей не подвергалось сильному прижиму. Следова­ тельно, вытяжку проводили в обычных условиях. Опыты выпол­

7; 8; 9 и 10.

Рис. 5. Изменение диаметра d„ центрального отвер­

отверстия, высоту Н и диаметр фланца £>лл. По полученным дан­ ным были построены графики (рис. 5 и 6).

Для сравнения опытные данные и данные расчета диаметра d 2 отверстия по формуле (2) приведены в табл. 3.

Диаметры d2 отверстия в опытных образцах отличаются от расчетных в среднем не более 1—1,5% (и только иногда до 2%).

Такой результат вполне приемлем в случае использования описанного метода для расширения зоны деформации материала

18

(три формообразовании И для сокращения Числа 1ехнолоГическиХ операций.

Заметим, что значения коэффициента К, приведенные в табл. 2, действительны только для исходных данных, принятых в пред­ ставленном эксперименте, при относительной толщине заготовки

Рис. 6. Допускаемая величина относительной высоты

Для других значений относительной толщины заготовки коэф­ фициент К необходимо корректировать умножением его на ве­ личину

Таким образом, при расчете отверстия d2 в формоизменяемых полуфабрикатах с параметрами, отличающимися от принятых