Теория и технология холодной листовой штамповки (стр. 7 из 14)

,

где

- высота детали, .

Цилиндрическая деталь

Деталь с фланцем

4. Определение числа переходов при вытяжке

Часто коэффициент вытяжки, необходимый для получения детали, больше предельного коэффициента

.

- коэффициент вытяжки.

Предельный коэффициент вытяжки – это самый большой коэффициент, при котором заготовка вытягивается без дефектов.

Дефекты при вытяжке:

1. Обрыв дна заготовки

Образуется если:

1)

;

2)

;

3)

;

4)

.

2. Чрезмерное утонение

Допускается минимальное утонение до 15%.

Образуется если:

1)

;

2)

;

3)

;

4)

.

3. Образование полос на детали

Полосы – это наличие мелких гофр, которые выправляются при переходе через ребро матрицы.

Образуется, если

.

4. Неровный торец

Образуется, когда прижим неравномерно прижат с одной из сторон.

5. Такая форма заготовки образуется в результате большого зазора между матрицей и пуансоном.

Предельный коэффициент вытяжки

определяется из условия

.

В этот момент определяют

.

Отсюда находим предельный коэффициент

.

Другими словами, если процесс вытяжки происходит в нестандартном режиме (прижим, радиус закругления матрицы и др.), то находят

, то есть .

Число переходов при вытяжки определяют следующим образом:

,

,

перепишем выражение в следующем виде

,

в результате получим

,

то есть процесс можно разбить на n операций вытяжки.

Число операций вытяжки n легко бы нашлось, если бы задались, что

Однако практика показывает, что коэффициенты вытяжки на разных операциях – разные. Причем на первых операциях

наибольший, на последующих он значительно меньше, примерно в раза. Однако, начиная со второй операции , а .

То, что на последующих операциях коэффициент вытяжки значительно меньше, чем на первой операции, объясняется следующими причинами:

1. Заготовка в виде цилиндра уже упрочнена. Фланец упрочняется и утолщается, и его значительно труднее тянуть.

2. Имеет место дополнительное напряжение от изгиба и трения не только по радиусу матрицы, но и по радиусу прижима (участок bc).

1 – пуансон,

2 – прижим,

3 – деталь,

4 – матрица.

Диаграмма усилия при вытяжке на последующих операциях выглядит следующим образом:

1 – диаграмма первого перехода,

2 – диаграмма последующих переходов.

Диаграмма 1 короче, однако, усилие процесса выше за счет площади сечения. На последующих – усилие меньше, так как площадь сечения уменьшается.

График изменения напряжений в опасном сечении:

Но напряжения в первом и последующих переходах в опасном сечении одинаковы, они не должны превышать предел прочности.

При вытяжке последующих переходов опасными сечениями являются участки прежде недеформируемые.

Возможность последующих операций вытяжки в первую очередь объясняются снижением коэффициента вытяжки или уменьшением зоны сопротивления очага деформации.

Поэтому последнее равенство запишется следующим образом: на последующих операциях приняты одинаковые коэффициенты, их число n-1, а на первом переходе – отличный от вышесказанных.

.

Прологарифмируем данное выражение, в результате получим:

.

Найдем число переходов:

.

Опыты показывают, что

, .

Полученное количество переходов

округляют до целого числа .

Пример: полученное число переходов

.

После этого нужно скорректировать коэффициенты вытяжки по переходам следующим образом: снижая пропорционально эти коэффициенты так, чтобы их произведение было равно этому целому числу

Коэффициент вытяжки можно снизить на одной операции, но на ней снизится надежность (оснастки, оборудования и др.), а на другой останется прежней. То есть так делать нежелательно, так как нужно, чтобы истирание проходило равномерно, тогда будет получена надежная технология и производство.

Специальные способы вытяжки

Специальные способы – те, которые редко встречаются, нетрадиционные. Как правило, они находят применение в авиационном производстве.

К специальным относятся:

1. Способы вытяжки с применением эластичной или жидкостной среды

2. Способы вытяжки с применением взрывных устройств (высокоскоростная вытяжка)

3. Виды вытяжки с нагревом в различных частях заготовки

1. Способы вытяжки с применением эластичной или жидкостной среды

- Вытяжка по жесткому пуансону и эластичной матрице

Это наиболее распространенный способ, он применяется на многих предприятиях.

- давление в контейнере от сжатия эластичной среды,

- касательные напряжения, действующие на заготовку.

1 – контейнер,

2 – эластичная среда (полиуретан, резина – эластомер),

3 – заготовка,

4 – пуансон,

5 – прижим,

6 – шпилька,

7 – стол пресса.

Вытяжка с применением эластичной матрицы имеет следующие преимущества: