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

й внутренней LBHсуществует не простая разность, а более сложная зависимость.

Глубину выреза а определяют по следующей приближенной формуле:

Рис. 14. К определению формы и длины заготовок прямоугольных профилей, получаемых гибкой

I

где k — коэффициент пропорциональности (табл. 5); Я — вы­ сота торца детали, мм; LHap — длина наружной поверхности участка детали с радиусом рнар, мм; LBB— длина внутренней поверхности участка детали с радиусом рвн, мм; рнейТр — радиус кривизны рассматриваемого конца детали по нейтральному

слою, мм.

Длина криволинейных участков (в миллиметрах), примыкав ющих к торцам детали, определяется через радиус р и центральный угол а:

а) по наружной поверхности: если угол а в градусах

г__ я р нара

в радианах

■^нар Рнар®>

лекальными кривыми, то радиусы р определяют методом прибли­ женного подбора. Остальные элементы контура заготовки нахо­ дят обычными приемами, которые применяют при определении разверток сгибаемых деталей. Длину полученной заготовки и форму выреза уточняют экспериментом.

ПРОМ ЕЖ УТОЧ НЫ Е П Е Р Е Х О Д Ы И П Р И М Е Р Ы ПОСТРОЕНИЯ РАБОЧЕГО КОНТУРА М А Т Р И Ц И ПУАНСОНОВ

Расчеты промежуточных переходов при гибке деталей обычно не отнимают много времени, так как они часто входят в общий расчет заготовок. Но в некоторых случаях требуются специальные решения.

Промежуточные переходы выполняют в виде предваритель­ ных гибок, необходимых по чертежу детали, или в виде пере­ гибов, вызванных специфическими условиями процесса.

Промежуточные переходы гибки можно выполнять в условиях раздельной штамповки и в ленте (полосе) с отделением детали на выходе ее из штампа, что обычно применяют для мелких деталей. Пример гибки детали за два перехода показан на рис. 15, а.

Форма и число переходов при последовательной гибке зависят от конфигурации детали. Гибка концов отдельных деталей воз­ можна только при условии частичного или полного отделения ее от полосы (ленты). Поскольку полное отделение детали затрудняет транспортировку ее между рабочими ручьями, то целесообразнее оставлять в полосе небольшую перемычку. Таким образом проис­ ходит не полное, а только частичное отделение заготовки от исход-

32

А - А

ESS?

В)

Рис. 15. Примеры построения переходов при гибке-.

I, I I — переходы; I I I — окончательная закатка

ного металла. Этот процесс выполняется или путем безотходной надрезки или вырубки с отходом. Последнее возможно и необ­ ходимо при штамповке деталей с вырезом, предусмотренным уже в чертеже детали (рис. 15, б).

Безотходная надрезка имеет существенный недостаток: при каждом последовательном перегибе деталей их боковые кромки могут набегать друг на друга. При длинных надрезах (когда большие полки) это вызывает образование вмятин на краях дета­ лей, а иногда и брак. Такой недостаток можно устранить введе­ нием выреза на краях деталей, если это возможно (см. рис. 15, б), или нанесением канавок (надрезов) на полосе по линии разделения деталей в процессе последовательной штамповки. Форма техноло­

фасок* Введение вырезов является лучшим решением, но оно связано

с изменением чертежа детали и поэтому не всегда выполнимо. Чеканка технологических канавок улучшает качество штам­

пуемой детали.

К наиболее распространенным деталям, которые требуют специального построения переходов, относятся петли, втулки и хомутики, выполняемые гибкой (свертыванием) листового ме­ талла. Для получения петель, несмотря на их разнообразие, можно использовать два варианта технологического процесса:

1)гибка конца по радиусу R на угол |3 не менее 45—60° (рис. 15, в) и окончательная закатка;

2)гибка конца по радиусу R на угол Р, гибка по радиусу R

уоснования петли на угол 90° (рис. 15, в) и окончательная закатка. Второй вариант более трудоемкий, однако он обеспечивает

лучшее качество штампуемой детали.

Втулки, при невысоких требованиях к их геометрии и отно­ сительно небольших партиях, можно получать реверсивным способом (рис. 16, а). С увеличением партии, а также требований к геометрии и точности применяют такие методы, которые обеспе­ чивают стабильные размеры втулок и создают предпосылки для внедрения непрерывной штамповки (из ленты) с использованием средств механизации, автоматизации. Одним из примеров может быть последовательный процесс (рис. 16, б), широко распростра­ ненный в автомобильной промышленности. Разновидностью по­ следовательного процесса является штамповка из ленты шириной, равной высоте втулки, включающая операции: отрезку загото­ вок, U-образную гибку и окончательную гибку [22]. Последова­ тельная гибка, как указывалось выше, обладает большей точ­ ностью по сравнению с реверсивной гибкой, однако при ней также не удается получать втулки с точным диаметром (в пределах 1—3 классов точности), Поэтому применяют дополнительную операцию — калибровку втулки по диаметру. Наилучший эф-

34

фект достигается при протягивании согнутой втулки через ма- трицы-фельеры с жестким или эластичным подпором [22].

Расчет первого перехода при реверсивной гибке обычно отни­ мает много времени, так как возникают-затруднения при распре­

Ц переход

Рис. 16. Схемы построения переходов при штамповке втулок (I— II — переходы)

Опыт показал, что даже значительные отклонения кривизны не влияют существенно на процесс последующей гибки. Вместе с тем произвольное построение волнообразной формы перехода затрудняет проектирование, изготовление и эксплуатацию со-

‘ответствующих гибочных штампов. Для нормальной работы по­ следних необходимо: 1) чтобы перепад h между вершиной цен­ трального перегиба и нижней плоскости пуансона был не менее 0,5—1 мм (обеспечивается возможность зажима заготовки в про­ цессе формообразования с целью исключения смещения); 2) чтобы

угол р был не менее 95°—100° (обеспечивается четкость выполне­ ния цилиндрической формы детали при окончательной гибке).

С учетом' перечисленных требований составлены соответству­ ющие рекомендации по построению рабочего контура пуансона и матрицы для первого перехода гибки втулки (табл. 6).

35

Таблица 6

Варианты построения рабочего контура пуансона и матрицы для первого перехода гибки втулки

|

П р и м е ч а н и е . R, и Д а — радиусы по нейтральной линии; р — радиус втулки по нейтральной линии.

Перераспределение общей развернутой длины втулки Ьоб1Ц между участками 1, 2 и 3 можно выразить следующими формулами: если углы выражены в градусах

В табл. 6 приведены четыре варианта построения рабочего контура пуансона и матрицы: первый для мягких металлов, при гибке которых не обнаруживается пружинения; три после­

вочно определять по номограммам, приведенным в работе [19] или в специальных справочниках.

Методика построения переходов при гибке хомутиков в прин­ ципе не отличается от построения переходов при реверсивной гибке втулок. Однако наличие прямолинейных участков на концах хомутика (рис. 17, а) несколько усложняет задачу.

Возможны две рациональные формы первых переходов, кото­ рые зависят от расположения прямолинейных участков хомутика горизонтального (рис. 17, б) или под некоторым углом (рис. 17, в).

Первую форму применяют, когда окончательную обрезку концов и пробивку отверстий выполняют после предварительной гибки. В этом случае важно, чтобы прямолинейные участки после первой гибки занимали горизонтальное положение. Если

36

процесс штамповки хомутика принят без учета пружинения ме­ талла, то не всегда удается осуществить указанное требование при соблюдении необходимого перепада h (рис. 17, б и в). Препят­ ствием является недопустимо малый радиус центрального пере­ гиба R 2, который возникает в результате перераспределения раз­ вернутой длины хомутика между участками 1, 2 и 3. Это наблю­ дается при отношении а!рср < 0,3 (где а — половина расстояния между щеками хомутика). Условия построения улучшаются,

Рис. 17. К расчету первого перехода реверсивной гибки хомутика

если исходный радиус R i принимается меньше номинального, заданного по чертежу, что характерно для построения перехода с учетом пружинения металла.

Вторая форма перехода (рис. 17, в) возможна только в случае,. если пробивку и отрезку выполняют до этой операции или после окончательной гибки детали. С таким построением нетрудно

Рср

новленные значения, прямолинейные участки хомутика слишком круто разворачиваются, что затрудняет нормальную фиксацию заготовки в штампе. Кроме того, затрудняется зажим металла

вцентре заготовки.

Втабл. 7 приведены исходные данные для построения рабочего контура пуансона и матрицы гибочного штампа с учетом рассмо­ тренных рекомендаций. При этом учитывается случай с уменьше­ нием радиуса R i на 0,1р. Опыт показал, что для подобных изделий

вполне достаточно двух вариантов построения: R i = рср и Rj_ = 0,9рср.

37

§ 3. ВЫТЯЖКА ДЕТАЛЕЙ ТliftА ТЕЛ ВРАЩЕНИЙ

Р А С Ч Е Т ЗАГО ТО ВО К Б Е З УЧЕТА УТОНЕНИЯ М Е Т А Л Л А

Расчеты заготовок при вытяжке и формовке для большинства деталей обычно сложнее расчетов заготовок при гибке, так как первые связаны с пространственными формами, а вторые с линей­ ными и плоскостными.

Существуют три метода расчета: аналитический, графический и графо-аналитический. Все они приемлемы для любого вида штамповочного производства. Однако предпочтение следует от­ дать первому как наиболее универсальному и доступному для технолога и конструктора. К бесспорному его преимуществу относится возможность использования современной вычислитель­ ной техники. Он же отличается более высокой точностью.

Аналитический метод основан на соблюдении равенства по­ верхностей штампуемой детали и заготовки. Для деталей типа тел вращения заготовка имеет форму круга, диаметр которого связан

мм2.

Если деталь после вытяжки не обрезается, то ее высоту можно получить с достаточно высокой точностью только при учете уто­ нения металла. В таких случаях в формулу (17) необходимо вво­ дить некоторый поправочный коэффициент а. Тогда диаметр за­

Значение коэффициента а принимают в пределах 0,87—0,98. Конкретная величина его зависит от степени утонения металла и устанавливается из опыта.

Течение металла в очаге пластических деформаций и особенно при предельных коэффициентах вытяжки неравномерное. Поэтому получить деталь точной высоты оказывается невозможно. Из этого следует, что применение коэффициента а эффективно только при малой степени деформации и в основном для деталей простых форм.

Поверхности простых геометрических форм Flt F 2 и т. д. определяют по общеизвестным формулам. Однако они не охваты­ вают всего разнообразия штампуемых деталей, поэтому прихо­ дится использовать специальные методы расчета.

39