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

ms = mSlms, . .

. tns

mSn

— суммарный

коэффициент

уто­

нения.

Среднее сопротивление

деформированию «донного

барьера»

в д а н н о м случае м о ж н о определить по формуле

в . _ . . ( ± ^ & . ) А .

Отклонения

расчетных и экспериментальных данных и здесь

не п р е в ы ш а л и ± 5 % .

4. ВЫТЯЖКА

ЧЕРЕЗ

ДВЕ МАТРИЦЫ НА

ПОСЛЕДУЮЩИХ

ПЕРЕХОДАХ

При исследовании было выполнено большое количество экс­

периментов.

На рис. 38

представлены дл я сравнения графики усилие —

путь комбинированной

в ы т я ж к и через одну и через две матрицы

одновременно в двух матрицах, равно

по

величине

примерно

сумме усилий

стационарных процессов

комбинированной

в ы т я ж ­

ки на верхней

матрице и последующей

п р о т я ж к е

этой ж е заго ­

товки раздельно на нижней

матрице .

Так же , ка к и на первом

переходе,

при в ы т я ж к е

через

дв е

матрицы на последующем

переходе

целесообразно

создать

оп-

А

-

\

I/

^ - 1

- Jf

1

Л

20.

40

60

80

100

/20

hn,MM

5)

Рис. 38. Схема последующей операции комбинированной

вытяжки

через

две матрицы

(а) и кривые усилий вытяжки

(б):

1 — вытяжка через одну (нижнюю)

матрицу; 2 — вытяжка

через две матрицы (по

схеме). Материал — латунь Л80; inj

=0,7<l; m в

=0,76;

in"

=0,76

1 •

.1л

i

;

\v

I

1

V!

2

• V

i

1

1

\

1

1 И

1

1

(

1

I

40

#0

7£0

Ьп,мм

a)

5)

Рис. 39. Схема последующей операции комбинированной вы­

тяжки через две матрицы с оптимальным

силовым

режимом

(а) и соответствующий ей график

усилие — путь

(б):

I — усилие на верхней

матрице;

2 — усилие

на

нижней

матрице;

3 —

усилие одновременной деформации при неоптнмальном режиме вытяж­

ки. Материал — латунь

Л80; n i d l

=0,74;

=

0,64;

=0,71

гических усилий на верхней и нижней

матрицах при сохранении

центрации вытяжного

пуансона

стенкой п о л у ф а б р и к а т а в верх­

ней матрице в момент н а ч а л а деформации в нижней.

Н а

рис. 39 показана схема

второго

перехода

комбинирован­

ной в ы т я ж к и

через

две

матрицы

с

расчетным

расстоянием

между

ними

Ям .расч и типовой

график

усилие — путь такой вы­

т я ж к и

в сравнении с графиком

неоптимального

р е ж и м а

выпол­

нения процесса с конструктивно принятым расстоянием

между

матрицами Я м . к .

М а к с и м а л ь н о е усилие

при в ы т я ж к е

по новому методу

т а к ж е

соответствует

стадии

деформирования

дна. К а к

только

техно­

логическое усилие снижается до усилия деформирования

стенки,

молено начинать

процесс

протяжки

заготовки в нижней матрице

(см. рис. 35,

г).

Здесь нет необходимости откладывать

начало

рования

стенки,

т а к

к а к оно

достаточно м а л о ввиду

отсутствия

утонения

стенки

на

верхней

матрице. К р о м е того, например на

третьем переходе, из-за большой глубины

заготовки — стакана

потребовался бы слишком большой ход пресса.

Р е з у л ь т а т ы экспериментов и производственных

испытаний

последующих переходов комбинированной

в ы т я ж к и

через одну

и через две матрицы

приведены в табл . I I и

12.

Т а б л и ц а

11

Параметры

второго

перехода

комбинированной

вытяжки

толстостенных

заготовок

Размеры заго­

Материал

товки—стака­

на, мм

п размеры

'"s..

Условия

Результаты вытяжки

заготовки

диаметр толщи­

%

вытяжки

(мм)

на S |

Латунь

24,46

2,44

0,77

0.38

70,8

Через

100%

без разрушения

Л68

две мат­

D 0 = 4 6

24,16

2,74

0,78

0,34

73,5

рицы

То же.

s 0 =6

23,85

3,05

0,79

0,30

76,3

5096

разрушенных

Сплав

52

3,15

0,73

0,70

49

Через

Ю0»6

без разрушения

АМцА-М

52

2,25

0,71

0,90

36

одну

То же

s0—4,5

49

3,15

0,71

0,67

52,5

матрицу

»

49

2,70

0,67

0,78

48

10096

»

52

3,15

0,73

0,57

58

разрушенных

Т а б л и ц а

12

Параметры

второго

перехода

комбинированной

вытяжки

тонкостенных

заготовок

К ак отмечалось, за первый

переход

вытяжки коробчатых

деталей по

новому методу, без

утонения,

можно

получить

от-

носительную

ы

Применяя комбинированный

глубину —— =14-1,5.

В

процесс вытяжки,

можно получить

— - =1,54-2,5.

В

В соответствии

с этим дл я

более глубоких

деталей

тре­

дов

в ы т я ж к и

зависит от конструктивных параметров детали,

марки материала и способа выполнения в ы т я ж к и

(с

прижимом

или

без прижима, с утонением или без утонения,

через одну

или через две

м а т р и ц ы ) .

Пока еще нет достаточного опыта внедрения

комбинирован­

дифференцирована

по таким критериям, как отношение

сторон

прямоугольника А: В или относительная высота

Н:А(Н:В).

Согласно

данным

работы [25], больше всего выпускается

дета-

лей со

следующими

п а р а м е т р а м и :

к в а д р а т н ы е

— = 0 , 5 ч - 2 , 5 ;

В

прямоугольные — =

1,2 ч- 3,5; — = - 0,5 -=-5. При

этом

число пе-

В

В

реходов в ы т я ж к и без утонения

составляет от 2 до 7.

Эксперименты

показывают,

что

применение

комбинирован­

ной вытяжки д л я

изготовления коробчатых деталей дает воз­

можность сократить число переходов примерно в 2

раза . П р и

числе

переходов

комбинированной

вытяжки

больше

одного

предварительные переходы д л я квадратных и некоторых

прямо­

угольных

деталей

д о л ж н ы

иметь

форму круглого

цилиндра.

Д л я прямоугольных

деталей,

имеющих заготовку

в

форме «эл­

хода, применим и на последнем переходе

многооперационной

технологии вытяжки, здесь т а к ж е можно

получить довольно

Т а б л и ц а

13

Параметры

двухпереходной комбинированной вытяжки

квадратной

коробчатой детали (В =

23 мм; г у

= г д

= 2 мм)

Первый переход

Размеры

Второй переход

Размеры

заготовки,

заготовки-

мм

стакана,

D„XS0

"л

мм

'"кп

'"ки

'"к

rf,Xs,

66X1,35

0,51

0.68

1,05

34X0,92

0,92

0,78

0,40

5

82X1,2

0,5

0,58

1,2

41X0,7

0,93

0,66

0,33

11,5

90X1,2

0,56

0,58

1,0

50x0,7

0,92

0,54

0,30

17,5

96X1,2

0,485

0,67

1.4

46,5X0,8

0,92

0,58

0,28

13

дна

заготовки, но благодаря

рациональной

геометрии матрицы

эта

нагрузка

невелика, что

позволяет получать

значительные

деформации

по периметру. Н и ж е приведен

анализ

результатов

некоторых экспериментов.

1.

Коробчатое

изделие

квадратного

сечения

со

стороной

В = 23 мм и

—

= 1,8 из стали 08ВГ было получено

за два

пере­

хода. Первый

переход — комбинированная

в ы т я ж к а

цилиндра

из круглой

заготовки с Д > = 6 6 мм;

s 0 = l , 3 5 ;

dt

= 34 мм;

Sj =

= 0,92

мм; m5l

=0,68. Имеютс я незначительные

фестоны

по

краю .

Второй

переход — в ы т я ж к а

на

к в а д р а т

без

отжига

(рис. 41, а)

и

без

с к л а д к о д е р ж а т е л я .

П о к а з а н ы

образец

(пер­

вый справа)

с ровным краем, полученным

при положении

заго­

товки

«впадина в

угол», и

образец

(второй)

при

положении

заготовки «фестон

в угол».

О

20 W 60 80 100 hn,MM

т к п =

l , 3 r v

- =

1,3-2

1

_ i

1 _ - _ _ = 0,92,

/

НВ

/23 - 46

а фактический в

опытах

где Fa,

Ря._г—

площад и дна изделия и заготовки.

Это

значение

коэффициента

(0,78) сравнимо

с

коэффициен­

тами цилиндрической вытяжк и на втором переходе.

Необходимость

с к л а д к о д е р ж а т е л я

определяют

по

критерию

J

Г)

Д л я в ы т я ж к и

без

с к л а д к о д е р ж а т е л я этот

критерий

рекомен­

дуется брать не более (6—8)si

[5]. В

данном

опыте

& n = 5 s i .

2.

Н а

рис. 41, б

показаны

переходы

в ы т я ж к и

квадратной

коробчатой

детали

с

размером

сторон В = 23

мм

и высотой

Н—

= 80 мм из цилиндрического стакана

диаметром

41

мм,

высотой

50 мм, толщиной

стенки Si=0,7 мм и толщиной

дна

1,2

мм.

В ы т я ж к у

проводили

без

отжига .

Несмотр я

на

соотношение

размеров

заготовки

и

детали

& n = 1 2 , 8 s i ,

складкообразования

не наблюдалось . Предельно допустимый коэффициент

вытяжк и

(по Вайнтраубу)

здесь значительно превзойден:

т

- - 1

~

т й г = ° ' 9

3

;

Л ,27-

—

=

0,63.

V

412

Стакан был изготовлен комбинированной в ы т я ж к о й из за­

готовки

D0=82x1,2,

поэтому

суммарный коэффициент

вытяжк и

тк =

t

/

3

L

= 1 /

1,27-

—

=0,318 ,

У

F0

у

822

где F0

— п л о щ а д ь

плоской

заготовки.

При тако м коэффициенте обычно требуется четыре перехода

вытяжки без утонения. Применение

нового

метода

комбиниро­

ванной

в ы т я ж к и

позволяет

за

дв а

перехода

получить

детал ь

д а ж е

большей высоты.

3.

Н а

рис. 41, в

показаны

дв а перехода в ы т я ж к и

квадратной

коробчатой детали с £ = 23 мм и высотой

# « 1 1 0

мм.

Первый

переход — в ы т я ж к а

цилиндрического

стакана

диа­

метром

£ ^ = 4 6 , 5

мм

из

заготовки D 0

= 9 6 X l , 2 .

Высота

стакана

65 мм, толщина стенки 0,8

мм.

6. РЕВЕРСИВНАЯ КОМБИНИРОВАННАЯ

ВЫТЯЖКА

Поскольку растягивающие н а п р я ж е н и я в опасном сечении

при

реверсивной в ы т я ж к е без утонения на 20—25%

больше, чем

при

прямой в ы т я ж к е через радиальную

матрицу,

по-видимому,

ной

в ы т я ж к и

по схеме, принятой в работе [2].

Эта схема имеет два принципиальных

недостатка:

а)

стенка

полой заготовки

мало утонена

(m s = 0,9);

б) рабочий профиль матрицы в зоне утонения выполнен по

радиусу,

угол

касательной к

которому

в

месте

сопряжения

с рабочим пояском составляет 0° с осью

в ы т я ж к и .

Эти

недостатки обусловливают

небольшую

степень в ы т я ж к и

(md.

=

0,75

0,85), что, в свою

очередь,

определяет

недостаточ­

ную

толщину

стенок

матрицы

или

ее

малую

относительную

прочность.

Совершенно неприемлема дл я реверсивной

комбинированной

вытяжки

схема

в ы т я ж к и из заготовки с неутоненными стенками.

В частности, в этом случае максимальные

распирающие

на­

грузки на матрицу приходятся на конец

процесса,

когда

стенка

полой заготовки не охватывает ее снаружи .

Н а и б о л е е рационально производить

на

последующем

пе­

реходе

реверсивную

комбинированную

в ы т я ж к у

по

новому

Г л а в а

IV. ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МЕТОДА

КОМБИНИРОВАННОЙ в ы т я ж к и

1. КАЧЕСТВО

ИЗДЕЛИИ

Ш и р о к ое распространение холодной штамповки, в том числе

глубокой в ы т я ж к и , в точном

машиностроении,

приборостроении

и в других отраслях требует

количественной

оценки

качества

(точности)

штампованных деталей.

К сожалению, в специальной литературе

уделяется, этому

вопросу недостаточно внимания, а д а н н ы е некоторых

авторов

[34, 26] н у ж д а ю т с я в серьезной корректировке,

т а к как

не учиты­

вают, например,

изменения

свойств

(анизотропии,

упрочнения

м а т е р и а л а ) . К р о м е того, эти

данные

не

содержат

сведений о

точности, по толщине полых деталей,

в

частности,

получаемых

вытяжкой

с утонением. Н е т т а к ж е данных

о чистоте

поверхности

штампованных деталей .

..

. ,

Для. повышения качества

в технологии в ы т я ж к и

без утоне­

вает

себестоимость изделия .

К р о м е того, операция калибровки

будет

малоэффективной, если

ее выполнять, к а к рекомендуется

зорах z— (1,04-1,1) 50 ». К а к

отмечалось в гл.

I , в

таком з а з о р е

можно откалибровать только верхнюю половину стенки

изделия,

т а к как

часть стенки,

п р и л е г а ю щ а я

к донному

закруглению,

имеет произвольное утонение примерно до 0,80 SQ.

Очевидно,

проблема

повышения

качества

полых

изделий

может

быть

решена путем

использования новых

технологиче­