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

Рекомендуемые значения радиусов закругления гПк для не­ которых распространенных диаметров d вытяжки приведены ниже:

П Р И М Е Р Ы ПОСТРОЕНИЯ П Е РЕ ХО ДО В П Р И В Ы Т Я Ж К Е Д Е Т А Л Е Й СЛОЖНОЙ Ф О РМ Ы

Промежуточные переходы при многооперационной штамповке тел вращения со сложной образующей могут иметь разнообраз­ ные формы с различным сочетанием. Некоторые из них выпол­ няются в виде цилиндров, показанных на рис. 22, а другие приб­ лижаются к форме заданной детали.

Большинство деталей без фланца в виде полушара, конуса или усеченного конуса (рис. 24) при глубине h не более 1/2D можно вытянуть за одну операцию. Такая возможность появляется прежде всего вследствие относительно малой разницы между наибольшим диаметром D вытяжки и размером заготовки D ^ . Например, для полушара (без фланца), как наиболее емкой формы, коэффициент вытяжки равен 0,71, а для конуса с углом а = 45° примерно 0,84 (независимо от габаритных размеров деталей).

50.

Однако без фланца практически трудно получить высоко­ качественные детали указанных форм. Небольшой припуск (10— 15% на диаметр заготовки) облегчает процесс получения пра­ вильной формы детали. Соответствующее увеличение заготовки

усиленное торможение штампуемого металла. Это достигается или увеличением давления прижима, или с помощью перетяжных порогов, ребер (рис. 24, а и б).

Первую вытяжку деталей с полусферическим дном или с тупо­ угольной конической формой (угол наклона образующей а ^ 45°) можно выполнить и с достаточно большим фланцем, но при усло­ вии, если коэффициенты вытяжки превышают на 15—20% зна­ чения, приведенные в табл. 11. Эта же рекомендация относится к деталям с дном, оформленным в виде шарового сегмента, шаро­ вого пояса.

Кодические детали с углом а < 45° или с образующей в виде параболы наиболее трудные для формообразования. Неглубо­ кие формы (рис. 25, а) можно получить за одну операцию. Кри­ терием для выявления возможности формообразования их за

из табл. 11 большие значения.

Глубокие детали этой группы вытягиваются за несколько опе­ раций; при этом рекомендуется предварительно создавать ступен­ чатые формы. Из них наиболее рациональна форма, при которой отрезки образующих на ступенях копируют образующую задан­ ной детали (рис. 25, б). Римскими цифрами и скобками отмечены зоны, созданные каждым переходом. Коэффициент вытяжки для

по табл. 11 (на рис. 25 размер d5 обозначен через dcp). Некоторые конические детали средней глубины можно полу­

чать из предварительно вытянутых цилиндров без придания им ступеней. Таким методом легко штампуются корпуса ручек пресс-папье (рис. 25, в) и им подобные детали. Несмотря на то, что коэффициент вытяжки при 'второй (окончательной) операции

значительно меньше допускаемого (т = = 0,6^ , процесс

формообразования проходит благоприятно. Объясняется это тем, что здесь происходит местное перераспределение металла, которое

Сл to

/ переход

В)

сопровождается сложной пластической деформацией. Если при первой вытяжке цилиндрического стакана в зоне закругления дна преобладали растягивающие напряжения, то при второй операции эта зона испытывает главным образом трехосное сжа­ тие — в осевом, радиальном и тангенциальном направлениях.

Не менее эффективным способом является реверсивная вы­ тяжка, которая особенно рациональна при штамповке парабо­ лических и конических форм. Например, из цилиндрического

стакана (рис. 26, а) за два перехода может быть получена кони­ ческая деталь (рис. 26, б, в). Число переходов вытяжки опреде-

Ступенчатые детали со сферическим дном обычно штампуются за несколько переходов. Например, корпус фары с одной ступенью вытягивается за три перехода (рис. 27). При первом переходе набирается полная поверхность, необходимая для детали, а при двух других переходах происходит формоизменение этой поверх­ ности до получения детали. Фланец в процессе вытяжки нахо­ дится под прижимом.

К трудноштампуемым деталям относятся также ступенчатые детали с большим фланцем. На рис. 28 приведен пример пере­ ходов штамповки такой детали из стали 20 толщиной 3 мм. Пер­ вый переход (рис. 28, а) выполняется в совмещенном штампе

53

(вырубка заготовки и вытяжка) со складкодержателем, второй

итретий переходы (рис. 28, б, в) — без складкодержателя. Процесс получения относительно глубоких форм при малом

коэффициенте вытяжки ^ ^ 0,3^ требует особого подхода

к построению переходов. Опыт показал, что в этом случае (как и при многооперационной вытяжке с большим фланцем) целе­ сообразно первый переход выполнять куполообразным (незави­ симо от формы завершающего перехода) с высотой, близкой к вы­ соте заданной детали. Образующая перехода имеет плавные сопряжения (рис. 29). Площадь набранной поверхности должна быть на 5—10% больше потребной для окончательной формы де­ тали. В последующих переходах вытяжки происходит переоформ­ ление набранной поверхности металла в конусы и дидиндры

при постепенном уменьшении ее площади. Чем меньше ызаг и

чем глубже окончательная форма детали, тем больше переходов. Формы и размеры переходов при вытяжке цилиндрической

незакаленной стали 65Г толщиной 1 мм. Процессы осуществляются при следующих коэффициентах вытяжки: На рис. 29, а:

Все переходы вытяжки деталей из стали 65Г осуществляются без промежуточного отжига.

В конструкциях штампов, предназначенных для формообра­ зования деталей, формы переходов которых приведены на рис. 29, скдадкодержатель применяют только при первых переходах.

В заключение отметим, что для многопереходной штамповки деталей со сложными образующими пока еще не удалось разра­ ботать единую научно-обоснованную методику построения форм переходов при вытяжке. Однако, используя современную тех­ нику, в частности ЭВМ, можно значительно ускорить решение этих задач. Базой для разработки программ ЭВМ могут быть

55

«модели» схем переходов, проверенные длительной практикой проектирования соответствующих технологических процессов и штампов.

Р А С Ч Е Т ЗАГОТОВОК И ПЕРЕХОДОВ С УЧЕТОМ УТОНЕНИЯ М Е Т А Л Л А

Диаметр заготовки цилиндрической детали с утоненными боко­ выми стенками определяют по формуле, приведенной в работе [37 ],

Кп = 7^"Ю 0% >

или приближенно

/ С = # - Ю 0 % ,

° Л - 1

где S„_j и S,j — соответствующие толщины стенок.

56

Утонение стенок для алюминия, латуни, меди и низкоугле­ родистых сталей допускается в пределах 25—40%.

Средние значения степени деформации и коэффициента уто­ нения, полученные на основании опытных данных [12], при­ ведены в табл. 12.

§4. ОТБОРТОВКА

РА З М Е Р Ы ОТВЕРСТИЙ П Р И ОТБОРТОВКЕ З А М К Н У Т Ы Х КОНТУРОВ

Под процессом отбортовки подразумевают образование борта по внутреннему или наружному контуру детали. Однако, увязы­ вая со штампами, с помощью которых выполняется отбортовка, и для большего понимания сущности процесса введем некоторые дополнительные понятия. Процесс образования борта отверстия или на вогнутом участке наружного криволинейного контура детали, в том числе по кругу и неполному кругу, условимся назы­ вать внутренней отбортовкой. Процесс сопровождается интенсив­ ным увеличением периметра соответствующего обрабатываемого участка детали. Например, в деталях, приведенных на рис. 31;

Зоны деформации подвергаются изгибу с растяжением и имеют объемную схему напряженного состояния. Основной деформа­ цией является деформация растяжения в тангенциальном направ­ лении, поэтому при конструировании штампов следует учиты­ вать, что соответствующие «съемники» или «выталкиватели», предназначенные для съема отштампованных деталей [22], не должны выполнять роль прижимов. Последние не только не нужны, но и вредны.

Процесс образования борта по выпуклому криволинейному контуру (независимо, где он находится: на участках некруглого отверстия или на наружном контуре) условимся называть наруж­ ной отбортовкой. Этот процесс аналогичен вытяжке относительно неглубоких деталей. Размеры контура заготовки в процессе на­

57

ружной отбортовки уменьшаются. Ё отличие от внутренней отбор­ товки, прижим в штампе благоприятно влияет на формообразо­ вание борта, так как главной деформацией является деформация сжатия в тангенциальном направлении.

Борт на прямых участках (в некруглых отверстиях или на

новном происходит в углах и незначительно распространяется на прямые участки. Эта деформация достигает наибольшей вели­ чины на кромке борта, постепенно уменьшаясь до 0 на переходном участке. По периметру борта наибольшую деформацию испыты­ вают участки, проходящие по биссектрисе угла. В процессе от­ бортовки овального отверстия пластическая деформация в тан­ генциальном направлении наблюдается по всему периметру.

При определении размеров окна под отбортовку и величины развернутого контура детали с учетом наружного борта длину элементарных участков рассчитывают так же, как и при гибке.

Отбортовку можно осуществлять при нормальных зазорах Zot6

происходит естественное утонение стенок борта вследствие ра­ стяжения металла. Если создавать предельные условия отбор­ товки, то утонение металла на краях отбортованной части детали может достигать 60—70% (иногда и более), а в средней по высоте части борта 50% по сравнению с номинальной толщиной.

Размеры окна в плоской заготовке под отбортовку (рис. 31, а) без утонения стенок в общем случае можно рассчитывать по фор­

где b — размер окна любой конфигурации в заготовке под отбор­ товку, мм; А — расстояние между центрами радиусов закругле­ ния противоположных бортов детали, мм; h — высота цилиндри­ ческой части борта, мм; R — радиус закругления борта по сред­ ней линии, мм.

В частном случае при отбортовке цилиндрического отверстия

где d — диаметр окна в заготовке, мм; D r — расстояние между центрами радиусов закруглений противоположных бортов детали, мм; Ь ср — диаметр внутренней отбортовки по средней линии, мм; Я — полная высота борта за вычетом половины толщины метал­ ла, мм.

58

При отбортовке с утонением металла может быть получен поясок h с относительно большей высотой, чем при обычной отбортовке. Достигаемая степень утонения металла зависит от его пластических свойств. Например, при отбортовке мягкого алюминия (или высокопластичных сплавов, выполненных на его

полученными внутренней отбор­ товкой с утонением металла

Размер отверстия под отбортовку с утонением металла при прочих равных условиях должен быть несколько больше, чем при отбортовке без утонения, так как часть высоты борта обра­ зуется за счет вытесненного объема [металла на участке h x

(рис. 32).

Площадь сечения цилиндрического участка с номинальной толщиной металла должна быть равной площади сечения участка с высотой h x при утоненном металле, т. е.

Si/ii = Sh,

59