книги / Сопротивление материалов пластическому деформированию Инженерные расчеты процессов конечного формоизменения материалов

где z — расстояние точки M в изделии от торцевой плоскости (см. рис. 85). Равенство (15.3) должно приближенно оставаться

Рассуждая аналогично относительно деформации в зоне торца ВВ' наружной стенки корытообразного сечения, где имеет место сжатие в тангенциальном направлении, получаем выражение для наружного диаметра заготовки

Однако равенств (15.5) и (15.6) еще недостаточно для опреде­ ления размеров заготовки, поскольку необходимо определить не­ известные размеры изделия: толщины стенок корытообразного се­ чения по кромке, т. е. sA и sB.

Для того чтобы определить sA, следует знать компоненты де­ формации в точках А и А'. Выражения компонентов деформации

вточке А определяются по формуле (15.2). Компонент деформации

вточке А’ в тангенциальном направлении определится равенст­

ном направлениях не будут друг другу равны (как это имело место в точке А), поскольку утонению в радиальном направлении будет способствовать давление инструмента. Укорочение волокна

вточке А' в радиальном направлении должно быть больше, чем

восевом, и, следовательно,

I ег | = — ег> 0,5 In (d0/D0) =-- 0,5ee.

Два равенства (15.6) и (15.11) можно рассматривать как си­ стему двух уравнений с двумя неизвестными sB и Dx. Решая эту систему уравнений методом последовательных приближений, най­ дем искомые значения sB и £>,.

Определив все основные размеры заготовки и изделия, которые не были нам заранее известны, мы должны вычислить приближен­ ное значение потребного усилия формоизменяющего инструмента.

При листовой штамповке без подчеканки процесс деформации можно считать приближенно монотонным, что дает нам право судить о напряженном состоянии по результативной деформации.

На основании изложенного выше мы можем определить выра­ жения компонентов результативной деформации в четырех харак­ терных точках меридионального сечения (А, А', В и В'):

Интенсивность деформации можно вычислить по следующей формуле:

Зависимость о, от е , при относительно больших пластических деформациях, протекающих при холодной обработке монотонно, может быть определена приближенной формулой

° 1 = <*у (1 + 8/ - 8 /у).

В силу пропорциональности разностей компонентов напряженного состояния соответствующим разностям компонентов дефор­ мации имеем

Замечая, что нормальное к торцевой поверхности напряжение равно нулю по всему торцу внутренней и наружной стенки корытообразного кольца, получаем равенство, справедливое

для всех четырех точек

jUSB

ав “ з 1 Г (8в“ ег)-

(15.14)

Равнодействующее уси­ лие Кв, растягивающее внутреннюю стенку ко­ рытообразного кольца в тангенциальном направле­ нии, можно вычислить по формуле, являющейся оче­ видным следствием при­ ближенного равенства (15.1) при z = h

(15.15)

Равнодействующее уси­ лие К„, сжимающее в тан­ генциальном направлении наружную стенку ворот­ ника, определится анало­ гичным выражением

Кн=0,5[|ое1в+1*е1в'

где f — коэффициент трения на поверхностях контакта заготовки с инструментом; 2ав и 2ан — углы конусности деталей штампа (рис. 86).

12. Усовершенствования промышленностью технологических процессов холодной вытяжки

высоких неосесимметричных коробчатых деталей

Необходимо констатировать тот факт, что, несмотря на сравни­ тельно высокий современный уровень развития инженерных мето­ дов расчета технологических операций производства изделий ли­ стовой штамповки, до сих пор остаются недоработанными теорети­ ческие основы ряда операций и в том числе вытяжки высоких неосесимметрич­ ных коробчатых деталей, получивших за последнее время широкое распространение

в приборостроении.

Как показала практика, в связи с по­ вышенными требованиями, предъявляемы­ ми к изделиям коробчатой формы, наибо­ лее эффективным методом их изготовле­ ния является холодная глубокая много­ операционная вытяжка, обеспечивающая повышенную прочность, точность и герме­ тичность изделий.

Ввиду отсутствия, как на это было указано выше, теоретических расчетных данных отдельные приборостроительные предприятия вынуждены были обратиться к непосредственным экспериментальным исследованиям.

Проводимые в ленинградском научнопроизводственном объединении «Красная заря», начиная с 1972 г., эксперименталь­

ные исследования имеют конечной целью установление оптималь­ ных значений коэффициентов вытяжки и наименьшее число вы­ тяжек, что обеспечивало бы при массовом производстве снижение трудоемкости и повышение качества коробчатых изделий. Заметим, что, как это вытекает из предложенных рядом авторов методик приближенного расчета глубокой вытяжки коробчатых деталей [43], расчеты эти сводятся, как правило, к определению коли­ чества вытяжных операций из условия оптимального выбора ко­ эффициентов вытяжки на первой и последующих операциях, опре­ делению формы и размеров заготовки и установлению рациональ­ ной формы и размеров промежуточных полуфабрикатов.

В печатном органе объединения «Красная заря» (№ 62 от 14 августа 1973 г.) была помещена статья В. Лисицына, Ю. Тилина и И. Фоминой «Новая технология вытяжки высоких прямоуголь­ ных коробчатых деталей», в которой последовательно излагаются результаты поэтапно проводимых сотрудниками данного объеди­ нения с привлечением ленинградских специалистов, работающих в области штамповки, экспериментальных исследований по много­ операционной вытяжке коробчатых деталей.

356

Экспериментальному исследованию были подвергнуты наибо­ лее широко применяемые коробчатые детали, изготовляемые из ленты сплава МНЦ15-20М (рис. 87).

Опыт освоения прямоугольных коробчатых изделий, а также анализ данных расчетов других вариантов технологических про­ цессов позволили установить, что для большой гаммы изделийкоробок эллипсоидальные заготовки и промежуточные полуфаб­ рикаты могут быть заменены круговыми, размеры которых можно определить из условия эквивалентности площадей эллипса, пря­ моугольника и круга.

„ca «

So 6 2 ,0

Технологические расчеты в этом случае состоят в определении размеров круглой заготовки, допустимой степени деформации, нахождении требуемого количества операций и размеров цилин­ дрических деталей на каждой операции.

Для рассматриваемых типоразмеров прямоугольных коробча­ тых изделий (рис. 88 и табл. 35) определены основные технологи­ ческие параметры вытяжек.

На рис. 88 и 89 в качестве примера заводской технологии изо­ бражены контуры и геометрические размеры заготовок и промежу­ точных полуфабрикатов других деталей. Эти детали могут быть изготовлены за две операции вытяжки, при этом допустимая степень деформации соответствует коэффициентам при вытяжке цилиндрических деталей без фланца (табл. 36). В таблице приведены сравнительные данные литературных источников с заводскими.

По разработанной технологии для данных типоразмеров ко­ робок на первой вытяжке заготовка имеет цилиндрическую форму (кроме последней вытяжки, при которой получается готовая пря­ моугольная коробчатая деталь). Для получения более равномер-

ного распределения деформации по периметру заготовки и облег­ чения процесса вытяжки на последнем переходе — на предпо­ следней операции заготовка обязательно должна иметь плоское

3

19,77’W

Рис. 93. Конструкция и размеры матрицы (а) , пуансона (б) и прижима (в) для второй вытяжки прямоугольной детали А : В = 2,14