Вытяжка с прижимом заготовки

При вытяжке с прижимом различают 2 стадии: начальную, когда только начинается втягивание заготовки в матрицу и угол охвата заготовкой скругленных рабочих поверхностей пуансона и матрицы мал α<π/2, и последующий, когда απ/2.

На начальной стадии вытяжки происходит уменьшение толщины заготовки в очаге деформации cd. При этом радиус заготовки R₀ не уменьшается. По мере увеличения усилия вытяжки очаг пластической деформации растет, постепенно распространяясь на фланец. Когда весь фланец будет охвачен пластической деформацией, начинается вторая стадия вытяжки, характеризуемая уменьшением радиуса фланца (R<R₀). Когда угол охвата α приближается к π/2 (полный охват), центры радиусов r_п и r_м находятся приблизительно на одном уровне. На второй стадии 3 участка заготовки находятся в различных условиях напряженного состояния.

Кольцевой фланец 1 испытывает плоское напряженное состояние, т.к. напряжение сжатия σ_n, вызванное давлением кольца прижима, мало по сравнению с напряжением текучести σ_s. На элементарный объем в радиальном направлении действуют растягивающие напряжения σ_ρ, в окружном (тангенциальном) – сжимающие напряжения σ_θ. Диаметр фланца уменьшается. Именно в нем сосредоточен очаг пластической деформации. При этом должно соблюдаться условие:

Цилиндрический участок 2 находится в условиях, близких к линейному растяжению. Возникают растягивающие напряжения σ_ρ, которые должны быть меньше напряжения текучести (σ_ρ < σ_s). Если это условие не выполняется, произойдет локальное утонение стенки, завершающееся отрывом дна. Рассматриваемый участок деформируется упруго в отличие от фланца, который деформируется пластически, несмотря на то, что в нем σ_ρ<σ_s.

Данный участок испытывает двухосевое растяжение и деформируется упруго. При этом σ_ρ<σ_s, σ_θ<σ_s.

Последующие переходы вытяжки выполняются в матрицах с конической заходной частью. В качестве заготовки служит стакан, полученный на первом переходе.

Процесс ведется без прижима заготовки, если относительная толщина

, и с прижимом если , где .

При этом заготовка пластически деформируется только на участке Cd. В период установившегося процесса вытяжки протяженность очага деформации остается неизменной, в то время как на первом переходе уменьшается по мере втягивания заготовки в матрицу.

Приближенно значение оптимального угла конической заходной части матрицы можно определить по формуле:

где - коэффициент трения.

Определение размеров заготовок для вытяжки деталей имеющих форму тел вращения.

Диаметр заготовки определяют из условия равенства площадей:

Отсюда:

При расчете действительного диаметра заготовки учитывают, что край вытянутого изделия имеет волнообразный профиль (фестоны), который надо удалить.

Обрезка фестонов производится в отрезных штампах. Для ликвидации этих погрешностей диаметр заготовки увеличивают на %. Припуск на обрезку [10, стр. 74].

Обрезка фланца Откус неровного края

Диаметр заготовки можно определить аналитическим, графическим и графоаналитическим методами. При расчете по аналитическому методу поверхность детали определяют как сумму поверхностей составляющих ее простых геометрических фигур. Расчет ведется по срединной поверхности детали.

Для детали без фланца:

При этом: .