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

Г л а в а V I . КОНСТРУКЦИИ

ШТАМПОВ

Д Л Я КОМБИНИРОВАННОЙ

ВЫТЯЖКИ

1. ОБЩАЯ МЕТОДИКА

РАСЧЕТА

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ

РАБОЧИХ

ЧАСТЕЙ

ШТАМПОВ

Р а д и а л ь н ы е

матрицы . Совмещение значительных д е ф о р м а ­

ной в ы т я ж к е

предъявляет

высокие требования к

геометрии

ра­

бочих частей

в ы т я ж н ы х

штампов .

Этим

требованиям

меньше всего

удовлетворяет традицион­

н а я геометрия вытяжной

матрицы с

радиальной

заходной

ча­

с т ь ю , наиболее

широко

используемая

дл я вытяжки . Н о

дл я

некоторых типов

деталей

(например,

с

плоским

фланцем)

при­

менение

м а т р и ц

с радиальным профилем неизбежно . Д л я

рас­

ватели рекомендуют эмпирические

соотношения

типа Ян —

= (6-f-10)so. Т а к а я величина радиуса

вызывает

значительное

приемлемо . Более благоприятные условия

(с расчленением на

стадии)

как при

вытяжке, та к и при комбинированной

в ы т я ж к е

обеспечивает матрица с радиусом, вычисленным

по

форму­

ле (37).

Одноконусные

матрицы . Д л я первого

перехода

в ы т я ж к и

весьма

эффективным является конический

профиль

вытяжной

применения таких матриц

при

в ы т я ж к е заготовок с большой

относительной толщиной,

не

требующих с к л а д к о д е р ж а т е л я

134,

41].

Як

1 1

1

mj-ПЧ

и

И с п о л ь з у е м ые

иногда

в

практике

конструктивно

принятые

п а р а м е т р ы конических матриц д л я

первой в ы т я ж к и с

плоским

•складкодержателем

(рис.

57)

создают

весьма т я ж е л ы е

условия

деформации, т а к как м а л а я

высота

конической части

приводит

к сложению усилий на первой

и

второй стадиях

[18].

С развитием

комбинированной

в ы т я ж к и

потребовалась

раз ­

работка штампов

оптимальной

конструкции

с

одноконусными

матрицами и плоским

с к л а д к о д е р ж а т е л е м и с двухконусными —

без с к л а д к о д е р ж а т е л я

[15]. В

этих ш т а м п а х

реализуется

прин­

Основными п а р а м е т р а м и

матрицы

ш т а м п а д л я

вытяжки

со

с к л а д к о д е р ж а т е л е м

(рис.

58),

о к а з ы в а ю щ и м и

существенное

в л и я н и е

на процесс д е ф о р м а ц и и

заготовки,

являются

входной

д и а м е т р

конуса

DK,

радиус

скругления

входной кромки RB,

угол

м а т р и ц ы а. Необходимо проводить расчет оптимальных

значе­

ний указанных параметров, поскольку от них зависят

условия

складкообразования

и условия для утонения.

Угол матрицы, благоприятный д л я

процесса

комбинирован­

ной в ы т я ж к и на первом переходе,

можно

определить по

соотно­

шению

(32).

Расчеты по

этой

формуле

показывают,

что при

уменьшении

у г л а

до

а « 5 ° н а п р я ж е н и я

снижаются .

Учитывая,

что

малые

у г л ы чрезмерно

увеличивают

высоту

матрицы, можно

рекомен­

довать

сс = 8-ь18°. Это согласуется

и

с

графиком,

полученным

л о методу

верхних оценок

(рис. 58,

б).

Такие

углы

матрицы удовлетворяют

и требованиям

устойчи­

вости

конического

ф л а н ц а заготовки

после

выхода его

из-под

с к л а д к о д е р ж а т е л я

(т. е. на второй стадии),

что

можно

прове­

р и т ь

по следующей

формуле:

« < a r c s i n

40sn

(10sn

+

тл

)

(102)

D

{

DZ

•

1 — т.;

Р а д и у с скругления входной кромки

конуса

матрицы

при­

нимаем

RB = (2~4)s0.

(103)

Т а к как эта

кромка

играет в а ж н у ю

роль в

предотвращении

складкообразования

и

через

нее перетягивается

заготовка,

то

д л я ее закругления

можно

воспользоваться

т а к ж е

соотношением

д л я перетяжных

ребер

Я в

=

0 , 0 5 < / М у ^ " .

(104)

Оптимальное

расчленение

процесса

на

стадии,

ка к

отмеча­

лось, обеспечивается расчетом входного диаметра

конуса

по

формуле (42), полученной из условия

равенства

боковой

по­

верхности

изделия,

вытянутого без утонения стенки,

поверхно­

сти рабочего

конуса

матрицы

Расчеты

по формуле (48'), пред­

ставленные

в

табл .

4 п 5,

показывают, что чем

меньше

угол а ,

тем меньше противонатяжение в начальный критический

момент

комбинированного

процесса. С

уменьшением степени в ы т я ж к и

на второй стадии

связана и б о л ь ш а я устойчивость

к р а я

фланца .

Оптимальному

расчленению

процесса

соответствует

и

вы­

сота

рабочего

конуса

матрицы,

которая

д о л ж н а

быть

р а в н а

(или

несколько

больше) величине

h

= p

« - t f "

(105)

2tga

К

'

или

_

Do [ ] / " ( 1 -

mdi)

sin q +

— m ^

(105')

2 t g a

В

случае использования такой матрицы

дл я в ы т я ж к и

радиус

в месте

перехода

конуса в рабочий поясок находится по

фор­

муле

(50) при любом

зазоре, большем

толщины .

Если

ж е радиус меньше

радиуса,

рассчитанного по

у к а з а н ­

При комбинированной в ы т я ж к е на таких матрицах

предпоч­

тительно иметь

минимальное скругление, радиус которого

м о ж ­

но определить

по формуле

(49).

Двухконусная

матрица .

Двухконусный

профиль

матрицы

уменьшает ее общую высоту, сохраняя достоинства

малого

угла

рабочего конуса,

благоприятного как дл я

вытяжки,

та к и дл я

комбинированной вытяжки . Этот профиль

получается

н а л о ж е г

нием верхнего

конуса 2 на

одноконусную

матрицу,

описанную

В)

Рис. 59. Варианты

двухконусной

матрицы

с

расчетными

параметрами:

а — в универсальном

штампе (справа — составной двухконусный профиль

для вытяжкн

толстых заготовок, слева — одноконусный

профиль

для

вытяжкн тонких заготовок со

в ы ше [15]. Двухконусный

профиль

матрицы предназначен

д л я

в ы т я ж к и

заготовок

с 5 % > s D > l , 2 %

без с к л а д к о д е р ж а т е л я .

Угол

верхнего

конуса

целесообразно

принять

а в ~ 4 5 °

д л я

заготовок с s D < l , 8 % и а в ~ 3 0 ° д л я

s D > l , 8 % .

Ha рис. 59, а

показан

универсальный

вариант

ш т а м п а с

изводить

в ы т я ж к у тонколистовых

заготовок

со

с к л а д к о д е р ж а ­

телем .

(рис. 59, б) имеет

Двухконусная

матрица

ряд общих

пара ­

метров с одноконусной матрицей.

Входной

диаметр

верхнего

конуса

матрицы

принимается

по

соотношению

£>в = 0,9 D0,

ра­

диус скруглеиия этой кромки

г = 0,05£>0 .

О б щ а я

высота

матрицы складывается

из

высоты

рабочего

конуса

[формула

(105)] и

высоты

верхнего

конуса hB =

•—-—

2 tg

а в