Вытяжка

Вытяжка – процесс формообразования полых деталей различной формы из плоских заготовок. Различают две разновидности вытяжки: без уплотнения стенок и с уплотнением.

Сущность процесса вытяжки заключается в том, что пуансон под действием усилия Р, создаваемого прессом, вместе с заготовкой внедряется внутрь матрицы. При этом за счёт пластического деформирования материала происходит изменение формы заготовки.

Первая операция вытяжки, в результате которой происходит первоначальное полой заготовки, называется свёрткой. В общем случае, при вытяжке площадь заготовки сохраняется. При дальнейшей вытяжке уменьшается диаметр заготовки и увеличивается её высота.

В результате силового воздействия пуансона в части заготовки, расположенной по поверхности матрицы действуют растягивающие напряжения _р и сжимающие тангенциальные напряжения _. Сжимающие растяжения могут привести к образованию складок. Для предотвращения этого используют прижим с усилием Q. Усилие прижима Q определяется по формуле: Q=qF, где q – рекомендованная величина, а F – площадь заготовки, расположенная под прижимом. Величины Q должно быть достаточно для предотвращения складкообразования, но она не должна препятствовать процессу формообразования. В результате перемещения заготовки, при больших значениях Q может произойти её разрыв. Прижим используется при относительной толщине заготовки  не более 2%, где =S/D₀ (D₀ - диаметр исходной заготовки). Усилие Р должно удовлетворять неравенству: Р<LS_р, где L – длина периметра по пуансону или матрице, _р - предел прочности.

Процесс формообразования детали вытяжкой происходит в несколько операций.

При уменьшении D, возрастает h.

Коэффициент свёртки:

Суммарный Коэффициент вытяжки:

m_=m₁+m₂+m₃+…+m_n, но всегда m₁<m₂<m₃<…<m_n, так как в процессе деформации повышается прочность, а следовательно понижается пластичность.

Для простоты расчётов, допустим, что m₁=m₂=m₃=…=m_ср, тогда m_= m_срⁿ , где n – количество вытяжек.

В то же время,

Приравняв оба уравнения и прологарифмировав их, получим:

В процессе вытяжки площадь заготовки остаётся неизменной, поэтому можно определить диаметр заготовки при вытяжке осесимметричных деталей: D_з=1,13F_i, где F_i – сумма элементарных площадей, из которых состоит деталь.

При вытяжке с уплотнением, зазор между пуансоном и матрицей меньше толщины заготовки. При данном методе происходит большее пластическое деформирование материала. Его используют для получения тонкостенных полых цилиндрических деталей (сильфонов).