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

Однако данные по применению поправочного коэффициента С требуют уточнения в процессе отладки и эксплуатации соответ­ ствующих штампов.

не совпадающими с приведенными в табл. 2, следует применять усредненные (промежуточные) значения. Отклонения от крайних экстремальных табличных значений не допускаются.

Пробивка отверстия в центре детали до или при ее формооб­ разовании без дальнейшей обработки (пробивки) возможна только в том случае, если к его размерам не предъявляют жестких тре­ бований. Причем более точная геометрическая форма отверстия с меньшими отклонениями по размерам получается в случае, когда отверстие обрабатывается в процессе формообразования и осо­ бенно, если пробивка осуществляется на завершающем этапе вы­ тяжки детали (см. рис. 152, б). Формулы (2), (4) и табл. 2 пригодны

20

только, когда формообразование начинается после пробивки от­ верстия. Результаты также достаточно точны, если при комбини­ рованной штамповке пробивка осуществляется до начала формо­ образования с перепадом по высоте не более 2—2,5 толщин ма­ териала.

Изменения диаметра фланца £>фл детали в процессе формооб­ разования в зависимости от коэффициента вытяжки т, относи-

= {0,3+0,35) и различных значениях ■=-£-

■^заг

представлены в виде «кривых» на рис. 7. Фланец значительно изменяется только при коэффициенте вытяжки т ^ 0,35. При т < 0,25 (или степени деформации более 0,75) внешние размеры фланца не уменьшаются. Следовательно, такой процесс можно рассматривать как местную вытяжку с большим фланцем. Даль­ нейшее увеличение размера £>заг и фланца соответственно вызы­ вает уменьшение абсолютной величины коэффициента вытяжки т (или увеличение е). Однако это не изменяет условий вытяжки. Поэтому значения коэффициента К, приведенные в табл. 2, при

21

£ = 0,8 также приемлемы и для Местной вытяжки иезайисимо от размера фланца детали.

Усилие прижима фланца при вытяжке деталей с предварительно выполненными отверстиями принимали в пределах нормы.

При давлении прижима (складкодержателя) выше нормаль­ ного (q > 0,25-4-0,3 кгс/мм2) течение металла дна становится более интенсивным, так как сила трения между поверхностью

Исследования показали, что центральные технологические отверстия целесообразно применять при любой форме дна детали. Например, многие ступенчатые детали с центральным отверстием (рис. 8) могут формоваться за один переход без разрыва металла в зоне горловины. При отсутствии отверстия такие горловины не­ редко получают за несколько операций (иногда за 3—4 перехода).

М Е С Т Н А Я Н А Д Р Е З К А Д Н А Д Е Т А Л И

Не всегда возможно и рационально выполнять замкнутую пробивку технологического отверстия. Тот же эффект можно получить местной надрезкой дна в зонах наибольших растягива­ ющих напряжений, получающихся в процессе формообразования.

Контур надрезки (рис. 9) намечают конструктивно, исходя из наибольшего охвата зоны деформирования металла и макси­ мально возможного приближения его к краю пуансона. Размер а от края пуансона назначают с учетом запаса на обрезку после формообразования. Величину утяжки металла можно выразить изменением условного диаметра d 1 отверстия до диаметра d2 и ориентировочно подсчитать по формуле (4). При этом значение коэффициента К следует принимать по табл. 2 для степени дефор­ мации е = 0,8.

В заключение отметим, что технологические отверстия дают

при =7-5- < 0,45 и —jr- > 3. При этом достигается значительная ^заг

экономия штампуемого металла.

§ 5. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ Д ЕТАЛ ЕЙ , П О ЛУЧАЕМ Ы Х ГИБКОЙ

Метод предварительной осадки металла при гибке без внутрен­ него закругления. При гибке деталей из листового металла часто требуется, чтобы угол изгиба строго соответствовал заданному

22

в чертеже, а внутренний радиус г был минимальным или равным 0. Однако при гибке в обычных условиях выполнить то и другое тре­ бование за одну операцию в большинстве случаев не удается. Упругая деформация приводит к пружинению полок детали, а отсутствие радиуса — к разрыву металла в зоне перегиба.

Между тем поставленную цель можно легко достигнуть, если по линии изгиба с внутренней стороны предварительно произ­ вести небольшую осадку металла в плоской заготовке, как, на­ пример, это выполнено при штамповке угольника (рис. 10).

При гибке внутренняя часть угла заполняется некоторым объемом металла V (рис. 10, а). Определим этот объем при угле ' изгиба а = 90° и внутреннем радиусе г.

Площадь сечения

F — пл. АОВС — пл. АОВ, пл. АОВС = г2;

пл. АОВ = ^ ,

23

следовательно,

F = г2— или F = 0,215г2 мм2.

Если ширину детали обозначить через Ь, то объем излишнего металла

При определении объема V рекомендуется исходить из величины теоретически допускаемого минимального радиуса первой гибки rmln. Например, для низкоуглеродистой стали и для латуни сред­ ней твердости радиус гтЫ принимают в среднем равным 0,55. В этом случае объем участка п

Профиль канавки выполняют в виде равнобедреннего треуголь­ ника с углом а, равным углу изгиба заданной детали, или в виде полукруга радиусом гк, равным глубине канавки h (рис. 10, б).

Опыт показал, что при осадке целесообразно вытеснить не­ сколько больший объем металла по сравнению с расчетным объ­ емом по формуле (5).

Расчетный объем V достаточно превысить на 10—20% при выполнении профиля канавки в виде треугольника и на 50— 100% при выполнении его радиусом гк. Чтобы обеспечить постав­ ленное условие, глубина h в среднем должна составлять (0,25 -s-

+0,3) S.

Впервом случае при /г = 0,255, а — 90° объем вытесненного металла

Окончательную форму и глубину канавки уточняют экспериментально.

При местной осадке по линии изгиба пружинение полок штам­ пуемых металлов с сгв ;э= 50 кгс/мм2 уменьшается до минимума и почти не наблюдается у полок большинства металлов с сгп ==£; 50 кгс/мм2. Одновременно с этим достигается главная цель — изгиб получается без внутреннего закругления (рис. 10, в). Из­ ложенный метод можно применять также и при П-образной гибке.

Осадку канавки целесообразно совмещать с другими опера­ циями. При последовательной и совмещенной штамповке эта задача легко выполнима. Недостаток такого технологического приема — уменьшение прочности детали в месте изгиба. Однако

24

ГЛАВА II

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЗАГОТОВОК, ПЕРЕХОДОВ, ЭЛЕМЕНТОВ РАБОЧЕГО КОНТУРА МАТРИЦ И ПУАНСОНОВ

§ I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Развертки деталей различных форм, получаемых холодной штамповой с помощью гибки, вытяжки, формовки, отбортовки и других процессов, находят главным образом аналитическими методами, которые достаточно подробно изложены в работах В. П. Романовского, А. Н. Малова, М. Е. Зубцова и др. В формулы при расчетах вводят практические поправки и коэффициенты, учитывающие различные факторы. Например, при определении размеров заготовки сгибаемой детали принимают во внимание различное положение нейтрального слоя металла в зависимости

от отношения у .

Однако в формулах для расчета разверток сгибаемых деталей не учитывают отклонения ширины и толщины металла от номиналь­ ных, а также утонение и разрушение металла во время деформиро­ вания из-за чрезвычайной сложности определения размеров. Поэтому результаты расчета почти всегда не соответствуют ре­ зультатам фактических измерений детали после гибки.

Такая же картина наблюдается при расчете разверток дета­ лей, подвергающихся отбортовке, вытяжке и формовке. Все формулы теоретически обоснованы и правильны, но они так же, как и при гибке, не могут учитывать заведомо неопределенные величины. Например, можно ли учесть отклонение толщины ме­ талла при расчете развертки какой-либо детали, если толщина листа колеблется в пределах ±(5 —10)%, т. е. в процессе штам­ повки заготовки поступают от разных листов с разной величиной отклонений. Размеры можно определить только зная то или иное конкретное отклонение. Нельзя учесть приращение или умень­ шение поверхности детали за счет утонения или утолщения ме­ талла, так как последние невозможно численно точно выразить. На форму и размеры заготовки влияет также анизотропия, кото­ рую учесть невозможно.

Таким образом, все расчеты разверток деталей приближены, и их размеры приходится уточнять экспериментально при наладке штампов. Вследствие этого вынуждены часто изготовлять вначале

26

формообразующие штампы, а затем разделительные, что создает неудобства для инструментального цеха при изготовлении ком­ плекта штампов. Между тем, в некоторых случаях приходится пользоваться более неточными заготовками, о чем будет сказано ниже.

Существующие формулы для расчета разверток охватывают главным образом детали наиболее распространенных форм.

§ 2. ГИБКА

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖ ЕНИЯ

Расчет длины развертки любой сгибаемой детали с разным сочетанием углов (рис. 11, а) обычно сводится к трем этапам: определению радиусов изгиба по нейтральному слою; определе­

0,5 только при отношении ~ > 7 для. металлов с пределом

прочности до 40 кгс/мм2 и при j > 1 5 для металлов с пределом прочности более 40 кгс/мм2.

27

Некоторым исключением являются детали с углом изгиба более 180°. К ним относятся, прежде всего, свертываемые втулки (рис. 11, б). Опыт показал, что при расчете длины их разверток радиус изгиба рекомендуется определять по формуле

Рн = г + 0,55,

т. е. по средней линии. Справедливость этого подтверждается

Общая длина заготовки складывается из суммы длин прямых участков детали и суммы длин дуг в изгибах:

=ах -f- а2-J- . . . -f- ап мм;

+/2 -f- ... + /„ мм,

28

Р А З В Е Р Н У Т А Я Д Л И Н А С Г И Б А Е М Ы Х В ТУ Л О К

Как указывалось выше, при определении длины заготовки сги­ баемой втулки положение нейтрального слоя принимают по сред­

по формуле (11), несколько выше результата, получаемого по формуле (9). Указанное несоответствие объясняется сущностью самого процесса гибки втулки.

Рис. 12. Форма попереч­ ного сечения втулки, со­ гнутой из листового ме­ талла

Внутренний слой штампуемого металла в процессе гибки испытывает более или менее равномерное сжатие и, следовательно, его длина интенсивно уменьшается. Наружный слой растяги­ вается. Однако торцы сгибаемой заготовки не стыкуются парал­ лельно друг другу. В преобладающем большинстве случаев они располагаются под некоторым углом а (рис. 12).

Для выполнения плотного шва результат расчета по фор­ муле (11) следует увеличить на 1,5—2% при металлах с пределом прочности менее 45 кгс/мм2 и на 0,5—1,0% при более прочных металлах. Примерно такой же результат получается, если раз­ вернутую длину втулки подсчитать исходя из равенства объемов заготовки и втулки с учетом допускаемых отклонений толщины металла. Поскольку необходимо уточнять длину развернутой втулки экспериментом, то выполнять достаточно сложный расчет по объему не Имеет смысла.

Д Л И Н А Ш А РН И Р Н О Й ЧАСТИ П Е ТЛ И

По аналогии со втулкой длину развернутой шарнирной части петли I(рис. 13) необходимо рассчитывать с учетом неравномерности растягивающих напряжений во внешнем слое витка. Вследствие

малого отношения (не более 2—3,5) нельзя не считаться со

смещением нейтрального слоя. Вместе с тем значения коэффи-

29