ГОСы ТХОм-51 2013 / ТИХИОД Земцов

.

Вытяжка осуществляется на технологической оснастке, называемой штампами.

Вытяжкой изготовляется большое количество полых деталей разнообразной

формы, отличающихся друг от друга как формой в плане, так и формой боковых

стенок Каждая из групп подразделяется на несколько разновидностей.

Например, тела вращения по форме образующей могут быть

цилиндрическими, коническими, криволинейными, ступенчатыми, выпукло-

вогнутыми.

Технологические расчеты и построение технологического процесса для них различны.

Способы вытяжки разделены на два основных:

1)без искусственного уменьшения толщины стенки (вытяжка);

2)с искусственным, преднамеренным уменьшением толщины

стенки (вытяжка с утонением), в том числе комбинированная вытяжка.

Вытяжку осуществляют в специальных штампах, рабочие органы которых: матрица 1 со скругленной рабочей кромкой, пуансон 2 и, если это необходимо, прижимное кольцо 3. Между пуансоном и матрицей имеется зазор z, в который пуансон втягивает заготовку. При вытяжке внешняя сила, передаваемая пуансоном, приложена к донной части вытягиваемой детали, краевая же ее часть остается свободной, не нагруженной внешними силами.

Коэффициентом вытяжки m называют отношение диаметра d детали к диаметру D заготовки.

Чем больше радиус закругления, тем меньше напряжение в металле и меньше утонение стенок заготовки. Однако чрезмерно большой радиус закругления кромки матрицы ведет к образованию складок. Радиусы закруглений вытяжных кромок матрицы принимают в зависимости от глубины вытяжки и толщины материала по опытным данным для данного металла.

Радиус закругления пуансона принимается, по возможности, равным радиусу закругления матрицы, но может быть взят и значительно меньшим, соответственно требуемой форме вытягиваемой детали. Минимально допустимый радиус закругления пуансона равен удвоенной толщине вытягиваемого материала, так как-слишком маленький радиус закругления кромок пуансона вызывает значительное утонение материала.

Зазор между пуансоном и матрицей в вытяжных штампах принимают по наибольшей допустимой толщине вытягиваемого материала с добавкой на утолщение края заготовки при вытяжке. Для последнего перехода при вытяжке деталей с заданным наружным размером зазор устанавливают за счет пуансона, а при вытяжке с заданным внутренним размером — за счет матрицы. Для всех переходов, кроме последнего, направление зазора не имеет значения.

Независимо от числа операций вытяжки и степени утонения стенок детали толщина ее дна остается равной толщине заготовки (S).

Зазор г между вытяжным пуансоном и матрицей определяют для каждой операции в отдельности. Для первой вытяжки его устанавливают с учетом допускаемого колебания толщины заготовки, но во всех случаях он меньше величины S (толщины заготовки) и соответствует принятой степени деформации. Толщина S1 стенок вытянутой детали обычно получается несколько больше величины z.

Схемы и область применения вытяжки без прижима и с прижимом заготовки, вырубки-вытяжки комбинированными штампами.

Схемы и область вытяжки с утонением, эластичным пуансоном и эластичной матрицей.

11. Разделительные операции холодной листовой штамповки(определение,cхемы выполнения)

Обрезка – удаление части металла путем сдвига на пространственной заготовке. Применяется для уменьшения размеров фланца или высоты пространственной заготовки.

Обрезка плоского Фланца

– детали любых размеров, любая серийность, верхнее

расположение матрицы Обрезка фланца с

последующей вытяжкой – небольшие детали из тонкого материала, фигурная обрезка.

Проколка – образование в заготовке отверстия без удаления металла в отход.

Разрезка – разделение заготовки на части путем сдвига по незамкнутому контуру.

Высечка – полное отделение заготовки или изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру путем внедрения одного жесткого инструмента – пуансона.

Просечка – образование в заготовке отверстия или паза с удалением части материала в отход путем внедрения одного жесткого инструмента

Сущность процесса разделения металла в штампах.

Разделение металла в штампах, как и резанием ножницами, состоит из трех стадий: упругой, пластической и скалывания. Рассмотрим процесс разделения на примере операции вырубки (рисунок 6). На первой стадии происходит упругий изгиб металла с незначительным его выдавливанием в отверстие матрицы. При этом напряжение в металле не превосходит предел упругости. На пластической стадии происходит вдавливание пуансона в металл и выдавливание его в отверстие матрицы. Вдавливание вырубного пуансона происходит не по всей торцевой поверхности,

а лишь по кольцевому пояску шириной "b" (рисунок 6 II). Такое же вдавливание наблюдается со стороны матрицы. В результате локализованного вдавливания возникает круговой изгибающий момент М, образованный силами резания, условно представленными на рисунке 6 I, II равнодействующими нормальных напряжений. В результате кругового изгибающего момента заготовка получает пространственный изгиб (выпучивание), при котором с наружной (выпуклой) стороны заготовки возникает напряженное состояние двухосного растяжения, а на внутренней стороне – двухосного сжатия. К концу второй стадии напряжение вблизи режущих кромок достигает максимальной величины, соответствующей сопротивлению металла срезу. На третьей стадии у режущих кромок матрицы образуются скалывающие трещины (рисунок 6 III). При дальнейшем перемещении пуансона скалывающие трещины возникают и у режущих кромок пуансона (рисунок 6 IV, V). Трещины, направленные по линиям наибольших деформаций (поверхностям скольжения), быстро распространяются на внутренние слои металла и вызывают отделение вырезаемой детали. При дальнейшем движении пуансон проталкивает вырезанную деталь через рабочую шейку матрицы.

При нормальном зазоре Z1, между пуансоном и матрицей поверхность скалывания имеет форму, показанную на рисунке 6 а. При малом зазоре Z2 и большой толщине материала на детали образуется надрыв и двойной срез (рисунок 6 б). Поверхность отверстия получается сравнительно гладкой. Поэтому, если требуется получить отверстие с гладкими ровными стенками, следует производить пробивку с малым зазором между пуансоном и матрицей.

Металл в зоне резания претерпевает значительные структурные изменения и наклепывается. Глубина наклепанного слоя зависит от толщины материала, его свойств и первоначальной структуры, зазора и качества режущих кромок, скорости вырубки.

На рисунке 7 в качестве примера показано влияние скорости вырубки на форму среза вырубленной детали и глубину наклепанного слоя при вырубке тонколистовой стали толщиной S = 1,25 мм с числом ходов пресса 60 (а), 120 (б), 330 (в) и 450 (г)

ходов/мин.

Разделительные операции холодной листовой штамповки. (отрезка, вырубка, пробивка, надрезка, зачистка)

Разделительная операция холодной

листовой штамповки – это операция обработки металлов давлением, в результате которой происходит полное или частичное отделение одной части заготовки от другой. К разделительным операциям относятся отрезка (резка), вырубка, пробивка, надрезка, разрезка, зачистка, проколка, высечка.

Отрезка – полное отделение части заготовки по незамкнутому контуру путем сдвига. Листовые материалы для холодной штамповки в большинстве случаев предварительно разрезают на полосы или заготовки необходимых размеров. Резка является заготовительной операцией и производится на рычажных, гильотинных, дисковых и вибрационных ножницах, а также на отрезных штампах.

1 - резка листовых материалов на полосы или штучные заготовки, до 40

мм

2 – резка листов на полосы, резка круглых (дисковых) заготовок с выходом на край листа) до 30 мм.

Вырубка – полное отделение заготовки или изделия от исходной заготовки по замкнутому контуру

путем сдвига (1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – съемник; 4 – заготовка; 5

–деталь; 6 – отход. КНП – крайнее нижнее положение ползуна; КВП

–крайнее верхнее положение ползуна – штамп простого действия для вырубки диска диаметром d)

Пробивка – образование в

заготовке отверстия или паза путем сдвига с удалением части металла в отход. Схема пробивки аналогична схеме вырубки, если считать деталь 5 отходом, а отход 6 – деталь.

Надрезка – неполное отделение части заготовки путем сдвига. (1 - пуансон надрезки и матрица гибки; 2 – матрица надрезки и пуансон гибки; 3 – заготовка; 4 – деталь. Штамп совмещенного действия для надрезки и отгибки лапки в плоской детали)

Зачистка – удаление технологических припусков с помощью штампа с образованием стружки для повышения точности размеров и уменьшения 7

шероховатости поверхности штампованной детали. Точность при зачистке может достигать 9-7 квалитета, высота микронеровностей – до 0,63 мкм.Процесс зачистки заключается в срезании стружки небольшой толщины (0,05-0,2 мм на сторону) по контуру детали или отверстия и производится в том же направлении, что и пробивка (вырубка).

На рисунке приведена последовательность снятия стружки толщиной S при зачистке с зазором Z между пуансоном и матрицей (левая часть приведенных на рисунке 3 схем) и без зазора (правая часть схем) с диаметром пуансона, большим диаметра отверстия в

матрице.

При зачистке с зазором еще до конца зачистки оставшаяся часть стружки отламывается,

образуя скол высотой h на верхнем краю заготовки. При зачистке без зазора скола не образуется, так как стружка упирается в торцевую поверхность пуансона. В этом случае не требуется точного изготовления и пригонки пуансона по матрице, однако, часть срезанного припуска расплющивается у верхнего торца в тонкую пленку, что требует дополнительной зачистки

12. Основные сведения о процессе волочения (сущность и схемы процесса, получаемые профили, коэффициенты ,инструмент, последовательность технологического процесса).

Волочение – метод обработки, заключ. В протягивании прутковой, профильной, трубчатой или проволочной заготовки через коническое отверстие инструмента, размеры заготовки в попер. Сечении уменьшаются, изменяется её форма, длина увеличивается. Волочение произв. В холодном состоянии, за исключением некоторых труднодеформир. Материалов (магний, вольфрам, молибден). Высокая точность (7-9 кв-т) формы и размеров поперечного сечения, высокое качество поверхностного слоя (Ra 0,32). Волочением изготавливаются проволока и прутки диаметром от 2 мкм до 150 мм, трубы диаметром до 500 мм, фасонные профили из стали, цветных и драгоценных металлов и их сплавов.

1 – входной конус

2 – деформир. конус

3 –

калибрующая

часть а - Схема

волочения прутка или проволоки.

Трубы

обрабатываются без оправки (б). Для обеспечения заданного уменьшения как внутреннего, так и внешнего

диаметра и получения стенок требуемой толщины применяется волочение труб на длинной оправке (г), протягиваемой вместе с трубой, на неподвижной пробке (в) или на самоуправляющейся

характеризуется коэффициентом вытяжки и коэффициентом обжатия , определяемых по формулам

обрабатываемого металла, формы и состояния инструмента, условий трения. При приближённых расчетах усилие волочения

можно определить по формуле P k F1 п , Н где k – коэффициент, равный 0,5 – 0,7;

F1 – площадь поперечного сечения заготовки после выхода из волоки мм2 ;

σп – предел прочности материала заготовки, МПа.

Во избежание обрыва обрабатываемого металла напряжение растяжения в вытягиваемом конце заготовки не должно превышать предела текучести.

Инструмент и оборудование для волочения.

Волоки, фильеры, волоч. Доски, кольца, оправки. Изготавливаются из инструментальной стали, твердых сплавов, термогрунта, эльбора (модификация нитрида бора), синт. Алмазов.

Волока представляет собой кольцо, рабочее отверстие которого состоит из входного конуса 1, необходимого для введения заготовки в волоку и равномерного распределения смазки, рабочего и деформирующего конуса 2 , в котором заготовка обжимается, калибрующей части 3 и выходного конуса.

Угол образующей рабочего конуса для прутковых и проволочных

заготовок выполняют равным 6º, для трубных заготовок – 10 - 15º. Длина калибрующей части для прутковых и проволочных заготовок составляет 3 – 7 мм, для трубных – 1 – 3 мм.

Волочение заготовки обычно обеспечивает комплект волок двух типов. Первый тип – набор обойм, в каждую из которых вставлен фильер определённого размера; применяется для

станочной протяжки. Второй тип представляет собой металлическую доску с вставленным в неё комплектом фильеров и служит для ручной протяжки. Встречаются и доски с набором отверстий различного диаметра непосредственно в доске без вставок.