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

откуда

где hlt S x — высота и толщина цилиндрического пояска борта после утонения.

После подстановки в формулу (20) значения.h t вместо h нахо­ дим формулу для определения размера отверстия под отбортовку с утонением металла:

Заготовки деталей, подвергаемых наружной отбортовке в зависимости от их конфигурации, рассчитывают по формулам, которые применяют для расчета заготовок, подвергае­ мых гибке, вытяжке и внутренней отбортовке. В детали, приведенной на рис. 33, борт на прямолинейных участках относится к гибке, участок с углом а 3 и диаметром борта £>отб

вернутые» участки в заготовке соединяются между собой лекальными кривыми (на рис. 33 они не выделены особо из-за отсутствия резких переходов).

ФОРМА ЗА ГО ТО ВО К П Р И В Н У Т Р Е Н Н Е Й Н Е З А М К Н У Т О Й ОТБОРТОВКЕ

При незамкнутой отбортовке (рис. 34) с любым углом ох­ вата а линии М развернутого борта не совпадают с направлением радиуса R. Чем выше степень деформации, тем больше наблю­ дается отклонение линии М. Одновременно искривляется контур выреза под отбортовку.

В настоящее время еще не удалось установить точные зависи­ мости между основными параметрами при отбортовке незамкну-

60

того отверстия: а, |3, R, d0TD, р, но на основании экспериментов, проведенных автором, уже можно сделать вывод, что при увели­ чении степени деформации (уменьшении коэффициента отбор­

при полной (условной) отбортовке, не изменяется на некоторой

тА_____! у *

Рис. 34. Схема построения развернутого борта при отбортовке незамкнутого отверстия

части только при углах а > 150° (рис. 34, а). При этом на выходе к линии М требуется притупление углов.

Если же угол а <150° (рис. 34, б), то контур выреза при­ обретает новую кривизну радиусом р, большим, чем . При

углах а < 60° кривизна р переходит в бесконечность, прибли­ жаясь к прямой линии, а линии М становятся взаимно параллель­ ными (рис. 34, в).

Следовательно, при выполнении местной (незамкнутой) от­ бортовки отверстия с углом охвата дуги а < 60°, длину и форму заготовки определяют из условия чистого изгиба. В табл. 13

61

Таблица 13

Экспериментальные данные для построения развертки заготовки при отбортовке незамкнутого отверстия в зависимости от угла а

и коэффициента отбортовки К (см. рис. 34) (Сталь 08 толщиной 1 мм, средний диаметр отбортовки 32,5 мм)

приведены экспериментальные данные для построения развертки заготовки при отбортовке незамкнутого отверстия с различными углами охвата а.

Д О П У С К А Е М Ы Й КОЭФФИЦИЕНТ В Н У Т Р Е Н Н Е Й ОТБОРТОВКИ

ДЕ Т А Л Е Й С Р А З Н Ы М И Д У Г А М И

Вштамповочном производстве встречается много деталей, которые подвергаются отбортовке, по контуру, очертанному разными дугами. На основе метода аппроксимации автором раз­ работан ряд допускаемых коэффициентов внутренней отбортовки для дуг (с центральным углом 15°—180°) деталей из низкоугле­ родистых сталей и других металлов с аналогичными показате­

Соответствующая зависимость приведена на рис. 35. Опыты показали, что при центральном угле а = 180°-^360° значения допускаемых коэффициентов отбортовки существенно не изме­ няются. В табл. 14 они приняты одинаковыми. С изменением центрального угла а от 180° до 0° постепенно расширяются воз­ можности процесса отбортовки, так как степень растяжения борта уменьшается. При а = 0° растяжение в тангенциальном направлении равно нулю, и процесс отбортовки переходит в гибку. Пропорционально уменьшению угла а уменьшаются и абсолют­ ные значения коэффициента отбортовки.

Аналогичные условия в основном сохраняются при отбор­ товке деталей с охватом угла а не менее 180°.

Каждая графа табл. 14 составлена по убывающей арифмети­ ческой прогрессии. Первые члены прогрессии — значения коэф-

62

фициентов полной отбортовки (приведены в верхней горизон­ тальной строке), последние члены приняты равными нулю. Число членов каждого ряда 13.

Чтобы определить промежуточные значения коэффициентов, найдем для каждого ряда разность d арифметической прогрессии по формуле

п— 1

где тп и mi — соответственно последний и первый члены ариф­ метической прогрессии; п — число членов.

63

Для примера составим первую графу табл. 14:

тогда второй член прогрессии

т 2 = 0,8 + (—0,0666) — 0,73,

третий член

т3 = 0,73 — 0,0666 = 0,67

и т. д. Аналогично определены *и остальные ряды.

В Ы Т Я Ж К А В СОЧЕТАНИИ С ОТБОРТОВКОЙ

Если отношение ^ меньше указанного в табл. 14, то сле­

дует выполнять предварительно вытяжку (или формовку) такой формы и размеров в плане, которые соответствуют необходимой отбортовке (рис. 36). В зависимости от допускаемых коэффи­

ходя из условия наибольшей допускаемой высоты отбортовки h,iaa6.

Всоответствии с этим назначают отверстие d под отбортовку. Наибольшую допускаемую высоту отбортовки в дне предва­

рительно вытянутой детали определяют по формуле

64

Диаметр отверстия под отбортовку без учета утонения металла в этом случае рассчитывают по формуле

Глубина предварительной вытяжки (по средней линии)

п,

Рис. 36. К расчету заго­ товки при внутренней отбортовке с предвари­ тельной вытяжкой

§ б. В Ы ТЯ Ж К А ПРЯМ ОУГОЛЬНЫ Х КОРОБОК

ФОРМА И Р А З М Е Р Ы ЗАГОТОВОК

Процесс деформирования стенок относительно низких не­ цилиндрических коробок сложный. В нем сочетаются гибка и вытяжка. Наибольшую степень деформации испытывает металл в углах коробки. Но граница очага деформации угловых зон заготовки не выражается резко, поэтому трудно указать, где заканчивается вытяжка и где начинается гибка.

Изгиб в чистом виде может вовсе отсутствовать при незначи­ тельной ширине коробки. Если еще учесть, что в вытяжном штампе трудно обеспечить равномерный зазор между матрицей и пуансо­ ном, а также другие факторы, то можно сделать вывод: рассчи­ тать заготовку, обеспечивающую, стабильную и очень точную высоту стенок коробки, практически невозможно.

Заготовку рассчитывают приближенно исходя из предполо­ жения, что в углах коробки происходит вытяжка, а по остальному периметру — гибка. Поэтому, чтобы получить коробку с отно­ сительно ровными краями, необходимо во всех случаях обрезать в заготовке углы.

Но не только по этой причине возникает надобность в осво­ бождении углов от излишнего металла. Часто даже при выпол­ нении обрезки краев детали после вытяжки требуется в углах заготовки оставлять минимальное количество металла, чтобы создать благоприятные условия для процесса формообразования.

Применительно к конкретным условиям разработано несколько методов расчета и построения углов, а также разверток на основе соблюдения равенства площадей поверхностей заготовки 'и гото­ вой детали.

Наиболее универсальным методом расчета заготовку низких прямоугольных-коробок, получаемых за одну вытяжку, является метод Б. П. Звороно 14].

Порядок расчета заготовки по этому методу следующий. 1. Вычерчивают угол детали по средней линии в двух проек­

циях (рис. 37, а, б).

, 2. Определяют длину отгибаемого прямолинейного участка L. '■3. Вычисляют радиус заготовки R^r Для вытяжки цилиндра диаметром d = 2гг, высотой Н и с радиусом закругления в осно­ вании гъ принимая четверть этого цилиндра за угол коробки.

Рис. 37. Схема построения контура угла заготовки цельнотянутых коробок

4. Из центра О проводят взаимно перпендикулярные линии ОА и ОБ и окружность радиусом R3ar до пересёчения с ними.

5. Через середину отрезков аА и ЬВ проводят касательные к кривой радиуса 7?заг.

Полученные углы закругляют радиусом R3ar.

66

Например, их значения для коробки без фланца (рис. 38, а) рассчитывают по формулам:

2L = 2 (R -I- h — 0,43т) или L = R + h — 0,43г,

няется радиусом R 2. Согласно методу Б. П. Звороио, допускаем, что площадь abc равна площади cde. При расчете этих площадей учитываем, что ОхОгаЬ — площадь трапеции; 0 2ас; 0 2се и О ^ е —

Построение возможно при условии, что еОг — прямая линия. Припуск на обрезку сторон коробки не поддается точному ана­ литическому расчету, так как при формообразовании одновре­ менно протекают различные деформации. Для углов следовало бы назначать припуск аналогично назначению припуска при вытяжке цилиндров, а для прямолинейных участков — прибавлять не­ который запас металла исходя из опытных данных. Последнее более доступно, потому примем это за основу. Рекомендуемые значения припусков приведены в табл. 15.

Однако для практики также вполне приемлемы значения при­ пусков на обрезку, приведенные в табл. 9 и 10. При этом за основу принимают параметры, относящиеся к углу коробки.

При штамповке коробок без последующей обрезки контур заготовки необходимо определять экспериментально независимо от способа расчета.

68

В заключение отметим, что размер заготовок при гибке, вы­ тяжке и других формообразующих операциях следует рассчиты­ вать исходя из окончательно принятых размеров сечения детали с учетом допускаемых отклонений. Например, расстояние между

полками сгибаемой детали должно быть Б = 1 Ю_0.а7 мм. При учете указанного допуска и припуска на износ размер матрицы Бы необходимо принять равным 109,5 мм (см. соответствующие ре­ комендации на стр. 294). Таким образом, развернутую длину

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРВОЙ В Ы Т Я Ж К И ОТНОСИТЕЛЬНО Н И З К И Х ПРЯМОУГОЛЬНЫ Х КОРОБОК

В дополнение к известным таблицам допускаемых коэффици­ ентов вытяжки прямоугольных коробок на основе метода аппрок­ симации и анализа изменения формы трех разновидностей коробок:

Рассмотрим коробку прямоугольной формы с радиусами за­ кругления г (рис. 39). При сближении всех центров радиусов в одну точку ее форма будет стремиться к цилиндру, таккак прямоли­ нейные участки а и b станут равными нулю. Если сблизить центры радиусов только в одном направлении, то получим продолговатую коробку с двумя углами. Форма такой коробки состоит из двух полуцилиндров и прямолинейных участков, соединяющих их.

Таким образом, прямоугольная коробка при b = 0 имеет продолговатую форму с двумя центральными углами по 180°

69