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

ний переход, так как предшествующие ему переходы по конфи­ гурации должны незначительно отличаться от него. Задача в ос­ новном сводится к построению контуров переходов, подобных контуру предпоследнего перехода.

Формы всех предыдущих переходов отличаются от заданной формы коробки бочкообразиостыо, величина которой не должна выходить из установленных норм, что учитывают при построении контура предпоследнего перехода.

Ориентировочные соотношения между основными параме­ трами, которые необходимы для построения предпоследнего пере­ хода, приведены в табл. 2 1.

Зазор б, назначаемый конструктивно, позволяет свободно надеть заготовку после предпоследнего перехода вытяжки на пуансон штампа для завершающей вытяжки.

Дно всех переходов, кроме предпоследнего, оформляют с за­ круглением ги (рис. 43, а). Значение гп можно принимать по нор­ мам, установленным для вытяжки цилиндров.

Диаметрами заготовки Z)3ar и очередной вытяжки d служатсоответствующие размеры в углах коробки.

Дно предпоследнего перехода рекомендуется выполнять с фа­ ской под углом 45°, как показано на рис. 43,6.

Размеры А и В принимают равными размерам последнего перехода, а гП|{ определяют по формуле

80

или выбирают (см. стр. 50). Такое конструктивное оформление

Другие методы построения переходов при многооперационной вытяжке глубоких коробок подробно изложены в справочной

испециальной технической литературе.

Взаключение обратим внимание еще на один важный момент, относящийся к построению переходов. При первой вытяжке

деталей типа коробок или других всевозможных форм, когда

Рис. 43. Схема построения переходов при трехоперационной вытяжке

в различных зонах наблюдается резкая разница в напряжениях, следует вводить перетяжные пороги или ребра. Необходимость в последних возникает при наличии у деталей хотя бы одного из следующих признаков:

1)боковые стенки детали расположены под некоторым углом а или со ступенями (рис. 44, а)\

2)радиус закругления R или фаска а в дне детали более 15— 20 толщин металла' (рис. 44, б);

3)деталь имеет фланец неравномерной ширины и различные закругления в плане (рис. 44, в);

4)деталь имеет выступы.

Детали со сложной геометрически неправильной формой должны иметь другие признаки, которые характерны только для данной группы деталей, поэтому перечислить их все практи­ чески невозможно.

Перетяжные ребра или пороги можно располагать по всему периметру вытяжки или на отдельных участках (см. рис. 3).

*Размеры ориентировочные.

**Или берется радиус описанного круга, проведенный из точки пересечения

главных осей коробки до касания с условными окружностями ° у СЛ*

В деталях, имеющих в плане углы с малым закруглением, вызывающие высокую степень деформации металла (при коэф­ фициентах вытяжки не выше значений, приведенных в табл. 18), перетяжные ребра располагают только на прямолинейных участ­ ках или участках с малой кривизной. При невысокой степени деформации в углах детали (коэффициенты вытяжки больше значений, приведенных в табл. 18) торможение металла осуще­ ствляется по всему периметру.

Высота ребер и порогов h (рис. 44) может колебаться в значи­ тельных пределах в зависимости от размеров детали, толщины и рода металла. В некоторых случаях, когда требуется малая степень торможения, высота их может быть до 3 мм, а при значи­

за его пределы. Если применяют пороги, то их ширина должна быть больше ширины фланца штампуемой детали.

У детали, не имеющей фланца, при необходимости создают его искусственно, заведомо планируя технологический припуск. При этом с целью уменьшения отходов целесообразно применять перетяжной порог.

Фланец детали менее устойчив при формообразовании тонких металлов (толщиной до 1,2 мм), чем толстых. Поэтому при расчете соответствующих заготовок и построении переходов следует иметь в виду, что при формообразовании тонких металлов необ­ ходимость в применении искусственного торможения возникает в большей степени, чем при формообразовании толстого ме­ талла.

82

8)

Рис. 44. Формы элементов вытягиваемых деталей, при которых возни­ кает потребность в применении перетяжных ребер или порогов

Применение перетяжных порогов или ребер в детали зависит от относительной толщины заготовки. Следовательно, при различ­ ной толщине металла в равных прочих условиях в одном случае требуется искусственное торможение, а в другом нет.

£ 6. ВЫ ТЯЖ К А Д ЕТА Л Е Й СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ

ФОРМА И Р А З М Е Р Ы ЗАГОТОВОК

Имеется большая группа деталей, для которых трудно найти типовой, стандартный метод определения формы и размеров заготовок. К ним можно отнести детали пространственной формы с местными выступами, несимметричные детали с поверхностью, не поддающейся расчету общеизвестными методами.

Следует заметить, что форма и размеры заготовок не могут быть определены точно и для ранее, рассмотренных деталей, если они состоят из нескольких форм, вызывающих различные процессы деформирования металла.

Пример 1. Детали с открытыми плоскостями (без бортов) и местными выступами. При формообразовании плоской детали с местным выступом, расположенным возле края (рис. 45, а), происходит утяжка металла. Средние сечения А —А и Б —Б заготовки имеют наибольшие размеры, которые определяют с учетом выступов исходя из условий гибки. Между наибольшим размером контура заготовки и прямолинейным участком детали образуется плавный переход, после которого течения металла с периферии не наблюдается (на рис. 45, а контур, описанный тон­ кой линией). По сечению Б —Б заготовка пополняется металлом только с одного короткого участка, где сопротивление движению металла наименьшее. Металл края детали у закругления выступа в процессе формообразования не течет только в случае, если условно описанный радиус Ra не менее 4R 6. На рис. 45, а пока­ зана приближенно зона контура (см. штриховку), которая уча­ ствует в процессе деформирования.

Конфигурацию заготовки точно определить аналитически или графически невозможно, поэтому ее устанавливают эксперимен­ тально.

Пример 2. Деталь типа усилителя с ребрами жесткости. Контур заготовки (рис. 45, б) также уточняют экспериментально. Началь­ ную форму строят с учетом наибольших размеров, рассчитанных по формулам гибки (для главных сечений), и заданной конфигу­ рации детали.

Пример 3. Деталь симметричная с удлиненным фланцем. Когда размер А детали (рис. 46) значительно превышает d, формообра­ зование характеризуется неравномерным свертыванием металла, втягиваемого в рабочую полость матрицы. Металл течет преиму­ щественно с узкой стороны заготовки. Деформация сжатия в тан­ генциальном направлении на узких фланцах значительно меньше, чем в зонах широких фланцев. Поэтому размер В заготовки рас-

84

считывают по формулам гибки (если необходимо, то с учетом при­ пуска на обрезку). Весь контур заготовки уточняют эксперимен­ тально при отладке вытяжного штампа.

Пример 4. Коробка -со сложным контуром. Формообразова­ ние такой коробки связано с вытяжкой, гибкой и отбортовкой

товкой.

В соответствии с названными процессами строят контуры заготовок на каждом участке. В зоне вытяжки их указывают

85

диусом R б, который касается края прямого участка в точке Е, расположенной на границе между зонами отбортовки и гибки. Вторая граница — линия DO условно разделяет зоны отбортовки и вытяжки. На этой линии при построении появляется резкий перепад CD, который плавно выравнивают способом, ранее при­ веденным для прямоугольных коробок.

Таким образом же строят ступень АВ на условной границе вытяжки и гибки. Принимают радиус Ra = L.

проектировать формообразующий штамп. Причем, если величина отношения близка к предельной, то необходимо выполнять вырез по радиусу R 6, независимо от того, обрезается или не обрезается деталь после формообразования.

Если необходима обрезка, то иногда в прямоугольной заго­ товке делают соответствующее отверстие радиусом R 6.

Однако не всегда так удачно можно построить рассмотренный участок, подвергаемый отбортовке. Иногда центр радиуса Ra попадает в зону развертки (рис. 47, б), вследствие наложения края расчетной заготовки (см. заштрихованный треугольник Oj^KC) для вытяжки, участка 1 на край развертки участка 6. Точки перепада С и D оказываются на участке 6.

Следовательно, для формообразования участка 7 металла явно недостаточно и в большинстве случаев процесс невозможен без разрыва металла. Увеличение внешних размеров заготовки только ухудшает условия отбортовки. Лучшими мероприятиями

86

в этих случаях являются или увеличение радиуса Ra, или умень­ шение высоты детали.

Иногда борт получается без разрыва при введении технологи­ ческого отверстия в зоне точек К, С, D и Е. Однако процесс сопро­

Рис. 47. Схема построения заготовки для коробки сложной формы

Пример 5. Деталь глубокой асимметричной формы. Способ получения — вытяжка. При такой конфигурации детали (рис. 48, а) трудно определить точную форму заготовки, да и нет в этом необходимости, так как края детали могут быть ровными только после обрезки.

Несмотря на то, что деталь в плане напоминает скругленную коробку и некоторые участки боковой поверхности прямые, ее стенки не могут быть получены гибкой. Следовательно, метод расчета заготовки, применяемый для коробок, в данном случае

87

не пригоден. Очевидно, формообразование всей поверхности по­ добных деталей из листового металла возможно только вытяжкой. Известные методы расчета заготовок деталей, подвергаемых вы­ тяжке, также не подходят.

Автором предложен приближенный метод расчета, основанный на приведении поперечных сечений детали к круглым.

•Поскольку поперечные сечения детали по всей высоте близки

кзакругленным квадратам или к прямоугольникам с относительно

Рис. 48. К расчету заготовки сложной относительно глубокой детали, не относящейся к телу вращения

небольшой разницей размеров сторон, то форма заготовки должна приближаться к кругу. Это предположение берется за основу. Ниже приведен порядок расчета.

1.Вычерчивают деталь с достаточной точностью в трех орто­ гональных проекциях (рис. 48, б) с учетом припуска на об­ резку.

2.Разбивают главный вид на ряд поперечных сечений 1—1, 2—2, 3—3 и т. д. Затем обычным проекционным черчением строят

соответствующие сечения в двух других видах.

3. Определяют длину периметров поперечных сечений L lt Ь 2, L s и т. д. (аналитически или графически).

88

5. Приводят форму детали к форме тела вращения, сохраняя при этом расстояния между сечениями (рис. 48, в). Каждому сечению соответствует полученный приведенный диаметр £>х;

D 2, D 3, . . . и т. д.

Образующую строят соединением крайних точек диаметраль­ ных сечений плавными кривыми. Полученное тело вращения должно легко разбиваться на элементарные участки. Одновре­ менно учитывают припуск на обрезку h3.

Поскольку окончательная форма детали асимметрична, то во время вытяжки возможны некоторые смещения объемов. Поэтому величину припуска (табл. 9 и 10) рекомендуется увеличивать в 1,5—2 раза.

Полученное тело вращения имеет три элементарных поверхно­ сти: Х ъ Х 2 и Х 3. Приведенную поверхность рассчитывают по формуле № 8 (см. табл. 8), а Х 2 и Х 3 — соответственно по фор­ мулам № 14 и 3.

6 . Определяют диаметр заготовки по формуле (17а)

7?заг = 1/А2С1 + Х г 4 - Х 3.

Если деталь имеет фланец, то его приводят к условному круг­ лому фланцу аналогично тому, как это делают для сечений.

Изложенный метод расчета заготовок деталей, получаемых вытяжкой, можно применять для расчета заготовок простран­ ственных деталей с поперечными сечениями, близкими к квадрату, и глубоких деталей сложной прямоугольной овальной и другой формы с отношением Ыа не более 1,5 (рис. 49). Некоторое несоот­ ветствие истинной формы заготовок кругу компенсируют, как уже указывалось выше, введением увеличенного припуска на

обрезку.

Этот метод нецелесообразно применять для деталей, относя­ щихся к группе коробок, выполняемых при сочетании гибки и вытяжки.

Некоторую особенность имеют детали, предназначенные для облицовки всевозможных машин (автомобилей, мотоциклов, мо­ тороллеров й др.). Среди них есть сложные пространственные детали, заготовки которых рассчитать практически невозможно в основном из-за специфических условий построения формы пере­ хода вытяжки [23]. Использование мастер-моделей или эталон­ ных деталей значительно упрощает и облегчает определение формы и размеров заготовок, так как возможны замеры с натуры. Кроме

89