Усилие при вытяжке коробчатых деталей

Рис.2.43. Схема размеров коробчатой детали.

 

Усилие P=k* *П*s, где К-коэффициент; - предел прочности металла; П – периметр детали; s- толщина металла.

F=П*s - площадь сечения детали.

П=2(В-2* )+2(А-2* )+2*π* =2В+2А- (4+4-2π)=2В+2А-1,72 .

Р= k* *s(2В+2А-1,72 ).

Формула применима для вытяжки прямоугольных коробок за одну операцию.

Коэффициент К=0,3…..0,8. К=ƒ( /B; H/B; 100*S/D).

Чем больше 100*S/D, тем больше К;

Чем больше H/B, тем больше К;

Чем меньше /B, тем больше К.

С увеличением H/B и уменьшением /B увеличивается степень деформации при вытяжке.

 

 

Калибровка радиусов после вытяжки

Рассмотрим на примере вытяжки цилиндрических деталей с фланцем. Радиус закругления детали у фланца  определяется радиусом кромки матрицы  ; /s=(6….10)*s.

Рис. 2.44. Схема размеров готовой детали при калибровке.

 

                                                        

Если >  , то необходимо сначала выполнить вытяжку с радиусам . Затем следует калибровка радиуса и получаем деталь с заданными радиусами. При калибровки общая высота детали уменьшается, за счет уменьшения радиуса закругления. Определим высоту детали после вытяжки.

Размеры со штрихом по средней линии.    =Н-S; = +0.5*S.

 

Рис.2.45. Схема детали, приведенной к средней линии

 

= +2П, где П- припуск на обрезку.

Площади детали после вытяжки и площадь готовой детали (после калибровки) равны: =

=

=

Примем = ;  

Полная высота заготовки после вытяжки = + +

 и  - заданы; необходимо определить  .

Площадь =π* *

  = / π*  .

= - - - -  .

 и - известны, так как равны соответственно  и

= *( - ) – площадь кольца

=ƒ(; ) – формула есть в справочнике Романовского (четверть сферического кольца вогнутого). Таким образом можем найти  и . Уменьшение высоты заготовки после калибровки: H= - .

Усилие калибровки: P=F*  , где F – площадь деформации при калибровке;

F= *[ ];

 - предел прочности; можно =  ;  - предел текучести.

Рис. 2.46. Схема калибровки радиуса после вытяжки, где

 1 – нижняя плита штампа; 2 - фиксатор; 3 - заготовка;

4 – матрица для калибровки.

 

 

Отфланцовка заготовок после вытяжки и обрезки припуска

При получении цилиндрических деталей без фланца обрезка припуска на вертикальной стенки затруднена. Поэтому можно сначала выполнить вытяжку с получением небольшого фланца, ширина которого равна припуску на обрезку. Затем выполнить обрезку припуска и последней операцией будет отфланцовка, после которой и получим готовую деталь.

Рис. 2.47. Схема заготовки после вытяжки, обрезки линии и отфланцовки

Рис. 2.48. Схема заготовки по средней после обрезки и отфланцовки.

 

П- припуск на обрезку; h- высота детали по чертежу; , - размеры по средней линии; Δh – увеличение высоты заготовки после отфланцовки;  - площадь четверти вогнутого сферического кольца;  – площадь поверхности цилиндра высотой ; - площадь поверхности цилиндра высотой Δh.

= +                 [2*π* * -8* ]= π* * + π* * Δh

Δh= .

 

Вытяжка с утонением

Вытяжку с утонением применяют для изготовления тонкостенных полуфабрикатов. При вытяжке (рис. А) длина вытягиваемой детали увеличивается за счет утонения ее стенок. Обычно утонение за один проход не превышает 30-35% начальной толщины, что обеспечивается соответствующим выбором величины зазора между матрицей и пуансоном. При вытяжке толщина полуфабриката не изменяется. Вытяжку можно осуществить через несколько матриц, расположенных последовательно одна за другой (рис. Б).

 

Рис. 2.49. Схема вытяжки с утонением

 

 

Отбортовка

В процессе отбортовки одновременно увеличивают технологическое отверстие и изгибают заготовку на рабочей кромке матрицы, а затем спрямляют ее при перемещении относительно рабочей кромке пуансона. Начальная стадия процесса отбортовки показана на рис. 1,а, а конечная на рис. 1,б.

Зона пластической деформации при отбортовке представляет собой кольцевой участок, ограниченный радиусами  и R (рис.1, а). Напряженное состояние зоны пластической деформации - плоское, характеризуемое двухосным растяжением радиальном и окружном направлении. В связи с этим пластичность материала заготовки невысокая, высота горловины, полученная отбортовкой, составляет всего 0,2-0,3 ее диаметра.

Рис. 2.50. Стадии отбортовки: а- начальная, б- конечная

На рис. 1:  - текущий (увеличивающийся в процессе деформации) радиус отверстия; = /2 – радиус исходного отверстия; R=D/2 – радиус отверстия после отбортовки;  - толщина металла после отбортовки;  немного меньше исходной толщины S.

Коэффициент отбортовки =  (  - расчетный коэффициент). [ . Минимально допустимая величина [ ] зависит от: 1) от характера обработки и состояния кромок исходного отверстия (сверление или пробивка; наличие или отсутствие заусенцев); 2) относительной толщины металла (S/D)*100%; 3) марки металла и его свойств; 4) формы рабочей части пуансона (цилиндрическая, сферическая).

Чем меньше , тем больше деформация.

Например, с увеличением (S/D)*100%  уменьшается. Для сферических пуансонов  меньше, чем для цилиндрических.

Если  > [ ], то отбортовка возможна.

Диаметр отверстия  под отбортовку определяется как для заготовки с закруглением, получаемой гибкой (по средней линии), то есть из равенства длин линий АВ и АС (см. рис. 2.51., б.).

 

 

Рис. 2.51. Схема штампа для отбортовки: 1- пуансон, 2-съемник, 3-матрица, 4-выталкиватель.

 

со штампами для первой операции вытяжки, используе­мыми на кривошипных прессах простого действия (рис. 2). Отличие заключается в том, что на пуансоне закрепляется фиксатор, диаметр которого равен диаметру технологического отвер­стия d₀. Зазор между пуансоном и матрицей принимается равным толщине металла, диаметр пуансона D_п соответствует диаметру горловины D. Радиус скругления пуансона r_п принимается рав­ным 6-8 толщинам заготовки.