книги из ГПНТБ / Мошнин Е.Н. Технология штамповки крупногабаритных деталей

Устойчивость заготовки во фланце при вытяжке без прижима. При вытяжке без прижима фланец заготовки приподнимается над верхней плоскостью матрицы, принимая форму усеченного

нальные и сжимающие широтные напряжения, в результате дей­ ствия которых при определенных соотношениях размеров заго­ товки может происходить складкообразование фланца.

Принципиальной особенностью настоящего решения задачи устойчивости фланца заготовки при вытяжке без прижима яв­ ляется принятие за начальное условие его действительной формы, т. е. конической, что дало возможность учесть величины радиуса рабочего скругления матрицы и угла подъема фланца. Это условие вносит существенное уточнение в результаты теоретического ис­ следования, благодаря чему получены зависимости, имеющие

80

хорошее соответствие с данными экспериментов и практическими рекомендациями [31].

Решение проводили по методике, аналогичной матодике, принятой при исследовании устойчивости заготовки в процессе формовки сферического элемента. В соответствии со спецификой условий деформирования и складкообразования во фланце за­ готовки в приводимом решении по сравнению с предыдущим приняты другие граничные условия и другая форма образующих складок. В данном случае необходимо было также определить число складок в зависимости от геометрических размеров заго­

В уравнении (116) коэффициенты Bt имеют следующие зна­ чения:

широтной деформации (относительное сужение), которая во фланце заготовки является максимальной. При этом следует также иметь в виду, что среднеинтегральное значение деформации по величине близко к деформации на кромке заготрвки, где напряженное состояние линейное и откуда начинается возникновение складки.

82

Значение широтной деформации находим из условия постоян­ ства площади поверхности фланца при превращении его из Пло­ ского в конический при частичном втягивании в проем матрицы. Тогда

R

условиях вытяжки в рассматриваемый момент деформирования

Из уравнения (119) следует, что устойчивость заготовки при вытяжке зависит также от радиуса рабочего скругления матрицы.

С целью установления зависимостей, характеризующих пре­ дельные размеры заготовок, были определены по уравнениям (116)—(119) значения (s0 /D3 )K p и затем путем нахождения экстре­ мальных значений по уравнению (116) и (118) получены предель-

(величины а) устойчивость заготовок повышается, но незначи­

сферических элементов. Поэтому при дальнейших расчетах при­

84

мент ее наименьшей устойчивости. Число складок с увеличением коэффициента вытяжки т (одновременно увеличивается толщина

ческие возможности вытяжки могут быть увеличены за счет при­ менения матриц с большими радиусами скруглений.

Для подтверждения теоретических зависимостей и уточнения, исходных условий настоящего исследования были проверены

Рис. 28. Зависимость предель­ ных относительных диаметров заготовок из различных материа­ лов от коэффициента вытяжки.

Н а модельном штампе: 1\\2 — соот­

7— соответственно сталь 20 в холод­ ном и горячем состояниях

Р1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1.7 1,8 1,9т

эксперименты по холодной и горячей вытяжке на модельном и натурном штампах. Основные эксперименты выполняли на "мо­ дельном штампе на гидравлическом прессе усилием 100 тс, а опыт­ ную штамповку натурных заготовок проводили на гидравличе­ ском прессе усилием 400 тс. Диаметр штампуемых днищ по сре­ динной окружности соответственно составлял 100—108 мм и 480—510 мм. К штампам были изготовлены комплекты пуансонов и кольцевых матриц, чтобы можно было производить вытяжку сферических, эллиптических и плоских отбортованных днищ с различной толщиной стенки. Радиусы скруглений матриц со­ ставляли (1—5) s0.

При модельных экспериментах образцами служили круглые заготовки толщиной 1,3; 1,5; 2,3; 4; 5; 6; 8 и 10 мм из стали 20,

За предельный диаметр (или толщину) заготовки принимали величину, при которой максимальный прогиб складок в про­ цессе вытяжки у трех одинаковых заготовок не превышал 0,1 длины полуволны в широтном направлении. В этом случае от­ штампованное днище было хорошего качества, так как образую-

85

при вытяжке сферическим, а при вытяжке плоским пуансоном — больше, чем при вытяжке эллиптическим. Максимальная разница

Используя экспериментальные значения <рпр по уравнениям (116), (118) и (119), определяли (D3/s0)np в зависимости от коэффициента вытяжки и строили графики в координатах (D3 /s0 )n p —т (рис. 30).

Рис. 30, Зависимость предельного относительного диаметра заготовки от т

игы для днищ различной формы:

/— сферические; 2 — эллиптические; 3 — плоские отбортованные; 4 — теоретическая

87

Г л а в а I I I

МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОЦЕНКА ШТАМПУЕМОСТИ

И УСЛОВИЯ ОХЛАЖДЕНИЯ листовых ЗАГОТОВОК

1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ШТАМПОВКИ

При изучении технологических процессов обработки металлов давлением, как и в других областях науки и техники, применяют метод моделирования, заключающийся в постановке эксперимен­ тов на образцах — моделях в условиях, подобных действительным производственным условиям.

Моделирование используют в случаях, когда известные ме­ тоды расчета или производственный опыт не могут дать ответа на поставленную задачу из-за сложного протекания процесса.

Ввиду недостаточного развития теории обработки давлением потребность в использовании метода моделирования возникает при освоении почти каждого нового технологического процесса, особенно процессов штамповки крупногабаритных деталей, так как в этом случае обработка технологии на заготовках в натурную величину связана с большими затратами средств и времени.

На протекание процессов обработки металлов давлением, осо­ бенно осуществляемых в горячем состоянии, оказывает влияние большое количество различных факторов, поэтому постановка модельных исследований сопряжена с предварительным разреше­ нием многих вопросов. Основоположниками выявления условий моделирования процессов деформирования металлических тел

Методы моделирования процессов обработки металлов давле­ нием можно разделить по условиям подобия на три группы: мо­ делирование холодных процессов на одинаковых материалах, моделирование горячих процессов на одинаковых материалах и моделирование холодных и горячих процессов на разных мате­ риалах.

Моделирование холодных процессов на одинаковых материалах

является наиболее простым. "Модель выполняют геометрически

89