Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

22.10.2023

Размер:

17.38 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1810 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>


Д л я	определения величин и характера погрешностей				полых
деталей	автором	были	поставлены специальные	эксперименты
по в ы т я ж к е стали		08кп	и латуни Л 6 3 в диапазоне зазоров 2 =
= (1,44-0,7) so с тремя			степенями в ы т я ж к и . Опыты проводили
на испытательном гидравлическом прессе с фиксацией					макси
мальных усилий и выборочной записью диаграмм				усилие—путь.
Д л я	указанного диапазона зазоров, обеспечивающих				переход
от схемы в ы т я ж к и к схеме комбинированной вытяжки,					исполь
зовали	комплекты	матриц с радиальной и конической заходной
частью	и с различными		диаметрами . Д и а м е т р пуансона		был не

изменным (33 м м ) .

Перед вытяжкой толщину заготовок тщательно измеряли с помощью микрометра . После вытяжки внешние диаметры ста канов измеряли в двух точках образующих боковой поверхности: у перехода стенки в закругление у дна и у верхнего края с по

мощью микрометра	с точностью до	0,01 мм. В	тех ж е точках
измеряли толщину	стенки стаканов	с помощью	микрометра со

сферическими измерительными поверхностями. Высоту стаканов


измеряли	штангенциркулем		с точностью	до	± 0 , 5 мм.
Ввиду	того, что сталь	и	латунь имели		плоскостную анизо
тропию,	проявившуюся	в образовании		небольших		фестоноз,
у к а з а н н ы е измерения проводили по о б р а з у ю щ и м						фестонов и

впадин, т. е. под углами 6 = 0°; 90° и 45° к направлению прокатки (фестоны у стаканов из стали располагались вдоль и поперек

прокатки, у стаканов из	латуни — п о д углом	45°).	Схема изме
рения размеров стального	стакана показана	на рис.	43.

Результаты измерений подтвердили, что плоскостная анизо

тропия и величина з а з о р а		существенно	влияют	на	размеры и
форму вытянутых	изделий.
Толщина вдоль	стенки	изменяется по	фестону	и	по впадине

с различной интенсивностью: по к р а ю впадины утолщение зна чительно больше, чем по к р а ю фестона. Произвольное утонение в опасном сечении (у дна) практически одинаково как по оси

впадины, т а к и по оси фестона, т. е. в	этом месте анизотропия
заметно не сказывается на изменении	толщины вследствие ма
лой степени деформации .
90°

Фестоны	Рис.	43. Схема	измере

	ний	размеров вытянутого
	стакана

Если известны коэффициенты

нормальной

анизотропии

лис

та

лэ под различными

углами к направлению

прокатки

(г0> гэ0,

г 4 5 ) , то толщину

края стакана, вытянутого без утонения из анизо

тропного

материала, можно

вычислить

отдельно по

фестонам

впадинам

по

формуле

(9)

при значении показателя

степени

формуле

(10) [9, 40]:

для направления

вдоль

прокатки

I -г г00

для

направления

поперек

прокатки

i - f - ' o '

для

направления

под углом 45° к направлению

прокатки

На рис. 44 показан различный характер утолщения

стенки

стаканов по образующей фестона и впадины

при в ы т я ж к е

без

утонения. Эти данные

удовлетворительно

согласуются

расче

тами по формуле (9).

Расчеты

по указанной

формуле

показывают, что чем

больше

разница

численных

значениях

коэффициентов г 4 5 и

( г 9 0 ) ,

тем больше разница в утолщении стенки по впадине и фестону. Ввиду того, что в листовой штамповке ч а щ е всего используется анизотропный материал, более полно о т р а ж а ю т процесс, графики распределения толщины в стенках изделий при вы тяжке, построенные по образующим впадины и фестона (рис . 44), чем графики, построенные вдоль одного сечения, обычно при водимые в литературе [28, 34].

Колебания толщины вдоль стенки (в меридиональном сече нии) могут быть количественно оценены как непараллельность (по ГОСТу 10356—63) образующих A s B H внутренней и внешней поверхностей стакана соответственно по впадине и по фестону (принимая условно, что толщина стенки изменяется по линей ному закону от самого д н а ) :

А^вд.вп = San	S H , I		(62)
Д^вд.ф=	S H>	J
где sB n и S(t, — толщина к р а я стакана		соответственно	по впа
дине и по фестону;
	1
5ф = * о ( ^ ) ' + Г ™ Х		,

Рнс. 44. Распределение толщины в стен ке стакана, вытянутого без утонения из анизотропного материала:

а — плоский график: по впадине, Jno фестону. Материал — бронза Бр.Б2, s0 «»l мм, mdl = М 6 ; б — пространственный график. Ма териал—лента из ннзкоуглеродтгтой стали; So=l мм; т</ =0,48

''min и Гшах — наименьшее	и наибольшее	значение		коэффициента
нормальной анизотропии;	sH — толщина	стенки	в	месте пере
хода в закругление у дна,	мм.
У деталей из анизотропного материала			неравномерность

по толщине верхнего к р а я в поперечном сечении можно опре

делить по формуле
A-Sll SDn		'S<P-		(63)
У к а з а н н ы е колебания	толщины	стенки	изделия в	продоль
ном и поперечном сечениях нельзя отнести к понятию				разностен-
ности, т а к к а к последняя	характеризуется		различной	толщиной
противоположных стенок	поперечного сечения — р а д и а л ь н ы м

биением или эксцентрицитетом наружного и внутреннего конту ров и вычисляется по формуле

(64)

С разностенностыо непосредственно связана косина края стакана . Если косина возникает от смещения заготовки, появ ляется и разностенность. Если появилась разностенность, то обязательно будет косина. Очень редки случаи, когда неравно мерность вытяжного з а з о р а (эксцентрицитет рабочих частей штампа ) и смещение (эксцентрицитет) заготовки взаимн о ком

пенсируются

разностенный

стакан не имеет косины края .

отличие

от

разностенности

величины

Д5В д,

вычисленные

по

формул е

(62),

назовем

продольной

разнотолщинноотью,

величину

AsB

— поперечной

разнотолщинностью .

П а р а м е т р ы

Дявд и

Asu

могут иметь значительную величину и при отсутст

вии эксцентрицитета

внешнего и внутреннего

контуров,

т. е. при

идеальной

центрации

инструмента

( A s p = 0 ) ,

т а к

к а к

связаны

законам и

осесимметричной

деформации при

вытяжке ,

причем

уизотропного материал а As^—0.

Уполых изделий с колебаниями размеров по толщине тесно связаны погрешности форм ы деталей . Погрешности эти разно образны и ч а щ е всего бываю т в ы з в а н ы анизотропией или не

однородностью свойств заготовки, получающейся, например, в результате неравномерного отжига . Обычно допустимая вели


чина	и с к а ж е н и я		форм ы задаетс я			частью	допуска		на размер .
И з м е р е н и я		показывают, что			в	случае	анизотропного			мате
р и а л а	деталь после в ы т я ж к и			без		утонения		приобретает		по на
р у ж н о м у контуру			к р а я форму	многогранника				(четырехгранника,
шестигранника,		восьмигранника			или просто			о в а л а ) .	В	данном

случае эта некруглость (огранка) количественно может быть

оценена к а к полуразность диаметров наибольшей и	наимень
шей описанных окружностей в одном поперечном	сечении:
•в max - А 'в min	(65)
2

где dB max и rfB

min — наибольший

и наименьший

наружные

диа

метры

по контуру,

измеренные

вблизи верхнего

к р а я

стакана

в одном сечении.

М а к с и м а л ь н ы й

н а р у ж н ы й

диаметр при в ы т я ж к е

без утонения

располагается

по

фестонам,

минимальный — по впадинам . Это

можно

объяснить

тем, что п р о т я ж к а утолщений

в большей

мере

уменьшает остаточные н а п р я ж е н и я в стенке.

У к а з а н н а я

некруглость

(огранка)

конусообразность

со

ставляют отклонение формы

детали от цилиндрической

(или не-

цнлиндричность) .

Конусообразность

поверхности

в ы р а ж а е т с я

в количественном

отношении

как погрешность

ф о р м ы

продоль

ного

сечения:

Кон

=d0

— dn,

(66)

где

и du

— наибольший

наименьший

диаметры наружной

поверхности,

измеренные

соответственно

верхнего

края

стакана

(внизу)

у донного

закругления

в д о л ь ,

одного

сечения.

Д а н н ы е

табл . 14, где представлены

результаты

проведенных

экспериментов, свидетельствуют об уменьшении всех показате лей, характеризующих погрешность формы и размеров изделий при переходе от схемы вытяжки (без утонения) к схеме комби нированной вытяжки . В последнем случае увеличивается чис тота поверхности детали . Если поверхность исходного стального

листа

(после

холодной

прокатки) имеет 6-й

класс чистоты, то

после комбинированной в ы т я ж к и в

зависимости

от

состояния

поверхности вытяжного инструмента и смазки можно

получить

9—10-й класс чистоты.

В описанных

экспериментах

не

анализировалось

влияние

анизотропии

на

колебания

высоты

получаемых

деталей . Д л я

этой цели были проведены специальные исследования.

Д а н н ы е

точности по высоте цилиндрических деталей без фланца,

при

веденные В. И. Кухтаровым,

не учитывают

анизотропию

мате

риалов, поэтому

не пригодны

для практического

использования.

Известно, что при в ы т я ж к е

без

утонения

анизотропных

мате

риалов

высота

фестонов составляет

8—-15%

высоты

с т а к а н а

в зависимости от исходной анизотропии и степени

в ы т я ж к и

(табл.

15). Пр и обрезке к р а я

фестонами

приходится

удалять

значительный

припуск

еще и

потому, что во

впадинах

м е ж д у

фестонами встречаются

либо

р а з г л а ж е н н ы е

складки,

либо

про

дольные трещины, возникающие вследствие значительных тан генциальных деформаций с ж а т и я . Пр и анизотропном материале увеличение припуска на обрезку по сравнению с рекомендуе мыми в литературе значениями требует увеличения размеров исходной заготовки. Коэффициент увеличения заготовки, пред

ложенный автором	на основе обработки данных практики,
связан с величиной	фестонов.

Т а б л и ц а 14

Характеристики погрешностей формы и размеров деталей при вытяжке

Относи-	Конусообразность		Продольная	разнотол-
Относи-	Д кон-		щинность AsR „, мм
• тельный	Д кон-	м м	щинность AsR „, мм
зазор			Огранка
2			Д о г р . мм
2	Фестон	Впадина	Фестон	Впадина
	Фестон	Впадина	Фестон	Впадина

Латунь Л63, s0 = 1,5 мм

0,57

0,52

0,49

0,57

0,52

0,49

1,38	1,03	0,93	0,075	0,24	0,33	0,10
1,21	0,70	0,63	0,05	0,22	0,23	0,06
1,09	0,40	0,33	0,02	0,12	0,13	0,05
0,95	0,10	0,08	0,015	0,05	0,05	0,04
0,81	0,03	0,02	0,00	0,03	0,03	0,03
1,33	1,03	0,93	0,075	0,36	0,48	0,12
1,17	0,63	0,55	0,05	0,29	0,30	0,06
1,05	0,40	0,35	0,025	0,21	0,22	0,05
0,92	0,12	0,10	0,01	0,07	0,07	0,04
0,78	0,06	0,05	—		—	—
1,33	1,1	0,93	0,12	0,44	0,55	0,13
1,17	0,71	0,61	0,06	0,33	0,35	0,10
1,05	0,48	0,43	0,05	0,25	0,26	0,05
0,92	0,22	0,20	0,02	0,10	0,10	0,04
0,78	0,11	0,11	0,00	0,08	0,08	0,03
		Сталь 08кп,	s0= 1,33 мм
1,31	0,70	0,63	0,04	0,27	0,32	0,10
1,18	0,44	0,42	0,03	0,21	0,22	0,03
1,03	0,15	0,15	0,03	0,07	0,08	0,02
0,88	0,02	0,04	0,02	0,04	0,04	0,02
0,73	0,03	0,04	0,00	0,04	0,04	0,01
1,31	0,71	0,64	0,05	0,35	0,45	0,11
1,18	0,47	0,45	0,02	0,27	0,29	0,03
1,03	0,22	0,22	0,02	о , п	0,12	0; 02
0,88	0,06	0,07	0,01	0,05	0,08	0,02
1,31	0,75	0,65	0,09	0,36	0,46	0,13
1,18	0,58	0,58	0,015	0,32	0,32	0,06
1,03	0,22	0,32	0,00	0,15	0,18	0,05
0,88	0,10	0,10		0,05	0,05	0,04

Абсолютная высота фестонов может быть определена при испытании листовых материалов путем пробной вытяжки стака нов по формуле

АН = Я т	а х — Я т 1 п	,	(67)
где //щах и //mm — средние значения высоты стакана			соответст
венно по четырем фестонам и	четырем	впадинам .

			Т а б л и ц а 15
	Относительная высота фестонов (степень фестонообразования)
	при первой	вытяжке
	Материал	Толщина ли	Коэффициент	Относительная
	Материал	ста, мм s„	вытяжки	высота фе
				стона Ф, %
Бериллиевая бронза		0,95	0,5	9,6
Бр.Б2		0,95	0,45	15,6
Латунь	Л63	0,5	0,5	7,9
Сплав	АМцА-М	1,7	0,57	10,5
Алюминий А Щ		1,5	0,5	14,5
Сталь	08кп	0,9	0,5	7,9
Сталь	Х18Н10Т	1	0,5	9,4

О т н о с и т е л ь н ая высота фестонов или степень фестонообразо вания вычисляется по формуле

ф _ # т а х — ^ m i n	(68)
^fmin
Д л я исследования степени фестонообразования при	комби

нированной в ы т я ж к е использовали образцы из алюминиевого

сплава	АМцА - М в состоянии		поставки и латуни		Л 6 3 холодно
катаной	со степенью о б ж а т и я		40%, толщиной su—\,7			мм. Опыты
проводили при различной величине в ы т я ж н ы х зазоров							и	раз
личной	степени	вытяжки .
~	величине относительного			вытяжного	з а з о р а		Z	= 2
При							—
обеспечивается		в ы т я ж к а без	п р о т я ж к и к р а я стенки,			т.	е.	«чис
тая» в ы т я ж к а ;		другие величины		относительного	зазора,		приня

тые р опытах, отвечают условиям полукомбинированной и ком бинированной в ы т я ж к и , и, таким образом, принятый диапазон позволяет сопоставить фестонообразование при обычной и ком

бинированной в ы т я ж к е с различным утонением.				-
И з м е р е н н ы е средние величины высоты фестонов и высоты
стаканов	по впадинам, а т а к ж е	вычисленные по ф о р м у л е (68)
степени	фестонообразования при	в ы т я ж к е стаканов	из	указан
ных материалов с различными коэффициентами			деформации
даны в	табл . 16. Видно, что с уменьшением величины			относи-

					Т а б л и ц а 16
Характеристика		колебаний высоты деталей		при вытяжке	анизотропного
			материала
	Относительный
Коэффициент	зазор	(коэффициент	Высота стакана	Высота фес	Степень фесто-
вытяжки		утонения)	по впадине	тона АН, мм	нообразовання
т .			Я т И г		%
<и			Я т И г		%
		Сплав А МцА-М, s0 = 1, 7 мм
		2,00	24,20	3,55	14,7
0,60		0,88	26,40	2,17	8,2
		0,80	27,54	2,08	7,5
		0,74	28,85	2,54	8,8
		2,00	30,30	6,26	20,7
0,54		0,88	34,50	4,01	11,6
		0,80	36,80	3,23	8,8
		0,74	38,20	4,77	12,5
		2,00	35,80	8,39	23,4
0,48		0,88	44,40	5,91	13,3
		0,80	47,20	3,84	8,1
		0,74	49,60	6,47	13,0
		Латуи ь	Л63, s 0 = l , 7	i м
		2,00	23,65	1,18	5,0
0,60		0,88	25,90	0,73	2,7
		0,80	29,60	0,59	2,0
		0,74	29,92	0,73	2,4
		2,00	30,80	3,69	12,0
0,54		0,88	35,70	2,54	7,1
		0,80	38,70	2,14	5,4
		0,74	39,82	2,56	6,6
		2,00	38,38	5,88	15,3
0,48		0,88	45,55	3,89	8,5
		0,80	48,78	3,66	7,5
		0,74	52,55	5,03	9,6

4 С. А. Валнев

тельного зазора до — =0,80 степень фестонообразования

уменьшается . Д а л ь н е й ш е е уменьшение зазора приводит к не которому увеличению степени фестонообразования .

Эту	особенность можно объяснить следующим		образом . Пр и
в ы т я ж к е толщина стенки полой		детали в пределах впадины
больше,	чем в пределах фестона	(см. рис. 44),	причем зона

утолщения распространяется по впадине ниже, чем по фестону (или произвольное утонение поднимается по фестону выше, чем

по впадине), поэтому при — > 0,8 относительный объем про-

тягиваемого (смещаемого) материала по впадине затрагивает главным образом утолщение, превышает смещаемый объем по фестону п несколько выравнивает край. Увеличение степени

фестонообразования при зазорах — <0,8 связано с прину-

дительным утонением уж е по всей высоте стакана . Но и в этом случае степень фестонообразования значительно меньше, чем

при	— > 1 . Уменьшение	степени	фестонообразования	(при
2 < s 0 )	So
2 < s 0 )	позволяет сократить	расход	материала при	обрезке

изделий.

На основе исследования погрешностей размеров и формы стаканов из анизотропных материалов при различных процессах вытяжки можно сделать следующие выводы:

1. Точность формы и размеров деталей, получаемых ком бинированной вытяжкой, по сравнению с вытяжкой (без утоне

ния)	значительно возрастает. Например, при — ж 1,35 откло -
	s0
нения	по наружному диаметру латунных стаканов соответст

вуют примерно полю допусков 8-го класса точности, стальных —

полю	допусков 7—8-го класса.			При больших			зазорах	точность
деталей снижается		и не	поддается оценке		по		ГОСТу.
2.	При вытяжке	с —	< 0,9	отклонения		по	наружному диа-
		s o
метру	уменьшаются и у латунных стаканов укладываются в
поле	допусков 2-го класса			точности,	у	стальных — в поле
допусков 2—3-го класса точности.
3.	Отклонения по наружны м			диаметра м		являются		количест

венной характеристикой погрешности формы . При в ы т я ж к е они превышают предельные отклонения формы (см. табл . 2 по ГОСТу 10356—63), а погрешности формы стаканов, полученных

комбинированной вытяжкой, укладываютс я		в V I I — X степени
точности	формы . Учитывая, что указанный ГОСТ составлен для
деталей,	полученных обработкой резанием	(шлифованием),

достигнутую при комбинированной вытяжк е степень точности формы можно считать весьма высокой.

4. Сравнение наружных диаметров стаканов с диаметрами

матриц

выявило

интересную

закономерность

(у л а т у н и ) :

при

z>s0

отклонения

верхнего диаметра изделия имеют знак

«плюс»,

нижнего—-«минус»;

при

z < s 0

отклонения

обоих

диаметров

имеют

знак

«минус». Это

еще

раз подтверждает,

что

при

вы

т я ж к е

с зазором,

меньшим

толщины

заготовки,

пружинение

стенки

либо

близко

нулю, либо имеет отрицательный

знак.

5. Отклонения по толщине стенки у стальных и латунных

деталей

при

вытяжке

без

утонения

соответствовали

8—9-му

классу

точности.

При комбинированной

вытяжк е колебания толщины

соот

ветствовали допускам 2—4-го классов точности, т. е. точность

повысилась

примерно на 5

классов

(это

подтверждено

т а к ж е

статистической обработкой

большого

числа

измерений).

7. Анизотропия исходного материала сказалас ь на точности

деталей

следующим

образом .

а) При

вытяжк е

с 2 > s 0 :

— наибольшие

значения

конусообразное™

располагаются по

фестонам;

— наибольшая

продольная

разнотолщинность

наблюдается

по впадинам;

— наибольшая

поперечная

разнотолщинность — у края;

— наибольшее

значение

имеет

степень

фестонообразования.

б) При

комбинированной

в ы т я ж к е

( 2 < s 0 ) :

— наибольший диаметр края стакана располагается по оси

впадин

(т. е. здесь

наибольшая

конусообразность);

— наибольший

диаметр

края

стакана

по

оси

впадин

незна

чительно превышает диаметр кра я по оси фестонов, т. е. по

перечная

разнотолщинность

края

незначительна;

— степень

фестонообразования

значительно

ниже,

чем

при

в ы т я ж к е

без

утонения.

Общими

являются следующие

зависимости:

— степень

фестонообразования

возрастает,

а интенсивность

«е

роста

убывает

с уменьшением

коэффициента

вытяжки;

— степень

фестонообразования

тем

меньше,

чем

меньше

ис

ходная анизотропия

материала .

2. О ВЫБОРЕ

КОЭФФИЦИЕНТОВ

ДЕФОРМАЦИИ

ПРИ КОМБИНИРОВАННОЙ

ВЫТЯЖКЕ

Исследования технологических параметров метода комбини

рованной

вытяжки

выявили,

что

наиболее

рациональным,

с точки зрения производительности,, является

технологический

процесс,

в основе

которого

л е ж а т

максимальные

деформации

по

периметру

заготовки

на

к а ж д о м

переходе,

деформации

утонения

играют вспомогательную,

но тем не

менее

важну ю

роль.

Д е л о

в том,

что деформация

по

периметру

(по

диаметру)

неравноценна

деформации

утонения

(протяжке) .

4* 99

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 910 / 1810 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
19.10.20234.3 Mб7Вайсман, Д. И. Основы экономики метизного производства учеб. пособие.pdf
#
29.10.20232.63 Mб10Ваксер Э.Б. Электронные лампы для радиовещательных приемников и телевизоров.pdf
#
22.10.202317.82 Mб20Вакуумная металлургия [сб. ст.].pdf
#
27.10.202340.29 Mб18Вакуумные прокатные станы..pdf
#
24.10.20239.27 Mб13Валиев Т.А. Передача данных по ЛЭП.pdf
#
22.10.202317.38 Mб25Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов.pdf
#
20.10.20238.76 Mб22Вальднер, О. А. Техника сверхвысоких частот. Учебная лаборатория учеб. пособие.pdf
#
23.10.20237.33 Mб18Вальков К.И. Введение в теорию моделирования.pdf
#
29.10.20232.47 Mб8Вальковский Э.Г. Электромонтер-наладчик средств автоматизации.pdf
#
25.10.202315.22 Mб32Вальщиков Н.М. Расчет и проектирование машин швейного производства.pdf
#
19.10.20234.92 Mб2Ванагас, В. В. Методы теории представлений групп и выделение коллективных степеней свободы ядра.pdf