Файл: Валиев, С. А. Комбинированная глубокая вытяжка листовых материалов.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 68

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Рис.

29.

Кривые

усилие — путь

Р.кгс

комбинированной

вытяжки

на

 

различных

матрицах:

 

 

I — вытяжка

на одпокопусноК рас­

 

четной матрице со

складкодержате­

 

лем

(а = 15°):

2.

3 — вытяжка

на

 

двухконуепон матрице без складко-

 

держателя (с

а п = 45 и

30° соответ­

 

ственно.

0=15°);

•/ — вытяжка

на

 

одноконуспоП

(нысокоП)

матрице

с

 

а=15° н DK =0.90O„.

Материал—

 

сплав ЛМцА-М: £п=1.7

мм: '",/

=

 

= 0.535: ш 5

[ =0.59

 

 

 

20 40 60 ВО 100 120 Mhn,MM

 

 

 

 

 

 

 

Схема в ы т я ж к и на двухконусном профиле возможна и с ко­ ническим с к л а д к о д е р ж а т е л е м в пределах первой стадии вы­ т я ж к и . П р и соблюдении принципа оптимального расчленения процесса на стадии открываются новые возможности использо­ вания приема, описанного М. А. Платоновым . Вначале плоская заготовка деформируется трубчатым коническим пуансоном на верхнем конусе матрицы, затем цилиндрическим пуансоном, центрируемым в коническом, производится втягивание заготовки

врабочий конус, имеющий расчетную геометрию. При этом

остановившийся конический пуансон (закрепленный,

например,

на н а р у ж н о м

ползуне

пресса) используется в

качестве

складко -

д е р ж а т е л я .

 

 

 

 

5. ПЕРВЫЙ

ПЕРЕХОД

ВЫТЯЖКИ КОРОБЧАТЫХ

ДЕТАЛЕЙ

ПО НОВОМУ

МЕТОДУ

 

 

Вопросы теории в ы т я ж к и коробчатых деталей значительно сложнее, чем вопросы в ы т я ж к и осесимметричных деталей . Нет пока единых теоретически обоснованных рекомендаций по рас­ чету технологии в ы т я ж к и коробчатых деталей.

Вмелкосерийном производстве такие детали в основном

изготовляют гибкой из листа с последующей

сваркой, пайкой

или

закаткой .

В

крупносерийном

и

массовом производстве

большое

распространение

получила

т а к ж е

глубокая

в ы т я ж к а .

В литературе

описан лишь

метод в ы т я ж к и

коробчатых

деталей

без принудительного утонения стенок [5, 25, 34, 43].

С л о ж н а я

многооперационная

технология в ы т я ж к и

без утонения

коробча­

тых

изделий не обеспечивает их высокого качества. Основными

видами

брака

являются

[ 2 5 ] : расслоение

и

другие

дефекты

исходного материала; складки на стенках вытянутых изделий; царапины, з а д и р ы из-за налипания частиц металла на рабочие

поверхности

штампов;

выпуклость

дна;

следы от

предыдущей

в ы т я ж к и

при наличии скосов у дна.

 

 

 

Кроме

того,

возникает

значительная

разница

в

толщине

стенки у

дна

и

у к р а я

(в

результате произвольного

утонения

при в ы т я ж к е ) ,

а т а к ж е

кривизна

стенок

(«хлопуны»).

 

59

Все эти

недостатки технологии в ы т я ж к и коробчатых дета ­

лей, а т а к ж е

сложность изготовления и отладки большого числа

в ы т я ж н ы х

штампов

на к а ж д у ю деталь

создают

значительные

трудности

в

производстве.

 

 

Сущность

нового

метода вытяжки коробчатых

деталей. Ос­

новная сложность теоретического анализа

в ы т я ж к и коробчатых

деталей заключается в неравномерности распределения д е ф о р ­

маций

по

контуру

с самого

начала процесса. Р а з р у ш е н и е

заго ­

товки,

как

правило,

происходит

в наиболее н а п р я ж е н н ы х местах

опасного сечения у дна — в углах.

 

 

 

 

В

основу разработанного

автором метода в ы т я ж к и положен

описанный

выше

принцип оптимального расчленения

процесса

на

стадии

с

целью

обеспечения

максимальной равномерности

распределения

деформации

по

контуру вытягиваемой

заготовки

на

первой

стадии

 

в ы т я ж к и

и

о п е р е ж а ю щ а я д е ф о р м а ц и я

наи­

более

сложных участков контура

д л я уменьшения неравномер ­

ности деформации на второй стадии, когда происходит оформле ­

ние контура

изделия в в ы т я ж н о м зазоре .

 

Заготовка

д о л ж н а иметь плавный оптимальный контур

(круг — для

квадратной, эллипс или овал — д л я

прямоугольной

или эллиптической

д е т а л и ) .

 

При однооперационном процессе плоской заготовке в на­

чальной стадии

в ы т я ж к и придается форма

конусообразной

чашки с дном по форме будущей детали-, т. е. реализуются условия оптимального расчленения процесса на стадии. В слу­ чае, если деталь имеет форму квадратной коробки, это будет

круглая чашка

в виде усеченного конуса с квадратным

дном,

в случае, если

деталь прямоугольная — эллиптическая

(оваль ­

ная) с прямоугольным дном. Такие промежуточные формы заго ­ товки определяют равномерное распределение деформаций по контуру под действием тангенциальных напряжений с ж а т и я и радиальноосевых напряжений растяжения .

Н а второй стадии процесса вытяжки,

при втягивании

конусо­

образной

чашки в рабочее

отверстие матрицы, имеющее контур

изделия,

производится о

п е р е ж а ю щ а я

д е ф о р м а ц и я

наиболее

сложных участков контура изделия, т. е. участков с большей

кривизной. П р и этом д е ф о р м а ц и я на

участках

контура

с малой

кривизной

(в

частности

на

прямых

сторонах

коробки)

отстает

по ходу пуансона.

 

 

 

 

 

Вследствие

того, что

в

начале второй стадии участки з а ­

готовки,

соответствующие

прямым

сторонам

(или

участкам

малой кривизны) будущей

детали,

еще мало

упрочнены, «из­

лишки» материала из

угловых участков легко вытесняются в

направлении середины

прямых сторон, что облегчает д е ф о р м а ­

цию в углах.

После того, как очаг деформации на угловых участках уда ­ лится от опасного сечения на достаточное расстояние и опасное сечение (у дна) разгрузится за счет увеличивающегося полез -

60

новые возможности не только для вытяжки коробчатых изделий без утонения стенок, но и д л я комбинированной вытяжки .

Осуществить комбинированную в ы т я ж к у коробчатых изделий на основе существующих методов было невозможно из-за значи­ тельного противонатяжения от зоны / и неравномерности поля напряжений .

Актуальность комбинированной вытяжки коробчатых деталей обосновывается, во-первых, возможностью увеличения относи­ тельной глубины в ы т я ж к и за один переход, т. е. сокращением технологического цикла изготовления изделий, во-вторых, улуч­ шением их качества.

При деформировании на второй стадии с в ы т я ж н ы м зазором меньше толщины заготовки дополнительно уменьшается нерав­ номерность деформации стенки сложного контура за счет добавления деформаций, нормальных к ее поверхности. Это способствует з а г л а ж и в а н и ю дефектов исходного материала, сле­ дов от предыдущей вытяжки, выравниванию толщины стенки по всей высоте. Кроме того, принудительное утонение, обеспечивая более равномерное распределение деформаций и свойств мате­ р и а л а , исключает возможность появления местных выпуклостей

прямых стенок

(«хлопунов»).

 

 

 

 

 

 

Возникновение

этого

дефекта

при

в ы т я ж к е

без утонения

м о ж н о объяснить

тем, что материал прямых

стенок коробчатых

д е т а л е й почти не

подвергается

пластической

деформации

в про­

цессе их гибки

вокруг

ребер

у

дна.

Уже

после

этого

изгиба

стенки получают некоторый объем материала, вытесняемого из угловых участков, и испытывают тангенциальное сжатие, что и приводит к местной упругой потере устойчивости стенки. При этом вытяжной зазор, больший, чем толщина материала, не

препятствует распространению

части деформации на

стенки

ниже вытяжного ребра матрицы .

 

 

 

 

Подтверждением

приведенного

механизма возникновения

местных выпуклостей

является

то,

что они

ч а щ е встречаются

v длинных коробчатых деталей

с

большим

отношением

сторон

"А

—и с малым угловым радиусом гу, когда значительная часть

прямой стенки в пластической деформации

вытяжки

не

участ­

вует.

 

 

 

 

 

 

В

отличие

от этого новый

метод

вытяжки

коробча­

т ы х

изделий

характеризуется

наличием

ожато-растянутой

схемы нагружения всего объема ф л а н ц а

заготовки

с

самого

начала .

 

 

 

 

 

Необходимо заметить, что дефект, называемый

«выпуклое

дно»,

т о ж е в

некоторой степени является

следствием

неравно­

мерного распределения деформаций по контуру заготовки при существующем методе вытяжки, хотя здесь играют определен­ ную роль изгибающие моменты, причем тем большую, чем длиннее деталь .

62

6. ОСОБЕННОСТИ

КОМБИНИРОВАННОЙ

ВЫТЯЖКИ

ЧЕРЕЗ ДВЕ МАТРИЦЫ

 

В ы т я ж к а через

две (и более) матрицы

обычно применяется

при операциях протяжки главным образом на последующих

переходах

дл я

достижения большей степени утонения.

П р и

протяжке через две матрицы принято па верхней матрице

назна­

чать большее

утонение,

чем на нижней,

хотя это

и

ведет

к увеличению разностенности [41].

 

 

 

Ввиду

того,

что при

комбинированной

в ы т я ж к е

основное

внимание уделяется достижению большей деформации по пери­ метру, общее утонение необходимо распределить между матри­ цами таким образом, чтобы разгрузить верхнюю матрицу, в

которой осуществляется

собственно комбинированный

процесс.

На нижней матрице при этом

происходит «чистая» п р о т я ж к а .

Следовательно, основной принцип комбинированной

вытяжки

через две матрицы: на верхней

матрице

утонение должно

быть

меньше, чем на нижней.

 

 

 

 

 

 

Согласно

теоретическому

анализу

[формула

(32),

(см..

рис. 2 1 ) ] , предельные

коэффициенты

утонения

при

комби ­

нированной

в ы т я ж к е больше, чем при протяжке . Следовательно,

и рабочие (расчетные) коэффициенты утонения, у ч и т ы в а ю щ и е некоторый запас для обеспечения устойчивости процесса, на верхней матрице (комбинированный процесс) необходимо н а з н а ­

чать большие, чем на нижней

(процесс п р о т я ж к и ) .

Степень

деформации в этом случае на

нижней матрице будет

меньше,,

чем на верхней, что согласуется с упрочнением стенки, выхо­ дящей из верхней матрицы . Кроме того, такое соотношение коэффициентов утонения частично уменьшает упомянутую опас­ ность увеличения разностенности.

Опыт внедрения комбинированной вытяжки стали, латуни, алюминия и н е р ж а в е ю щ е й стали по указанному принципу р а с ­

пределения деформации на верхней и нижней

матрицах успешно

реализуется на первом и

последующих

переходах.

Н а рис. 31, а показана

заготовка с характерным отрывом дна

при чрезмерном нагружении первого перехода

комбинированной

в ы т я ж к и . В ы т я ж к а здесь

производилась

без

е к л а д к о д е р ж а т е л я

с /«,/,=0,48 и m s , =0,52 на одной матрице.

Коэффициент утонения1

для низкоуглеродистой стали (г|)р л:0,2) здесь близок к предель ­

ному

д « 0 , 5 , см. рис. 21), а трение по

пуансону не до­

стигло

достаточной

величины,

чтобы

разгрузить

опасное сече­

ние. Коэффициент в ы т я ж к и

m,ix

=0,48

д а л е к

от предельного, так

как при прочих равных условиях,

но с

меньшим утонением

производилась в ы т я ж к а с mtil =0,425.

Таким

образом, причина

р а з р ы в а заготовки — чрезмерное утонение.

 

 

 

Из

такой ж е заготовки

(£>0 = 66

мм, So=l,5 мм) была ус­

пешно

произведена

первая

в ы т я ж к а

через

две

матрицы со

03

Смотрите также файлы