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

т о м у радиусу,

который можно

определять

по следующим эмпи ­

рическим

соотношениям:

или У? =-(6—10) sD

(где sD

— в процентах) .

или

При

большой

относительной

толщине

заготовки

( s D > 5 % )

небольших

степенях

вытяжки

двухкоиусный

профиль вы­

р о ж д а е т с я в одноконусный с большим

закруглением

верхней,

кромки . Высоту конуса такой матрицы

вычисляют

из

формулы

/'м

_

(m'd, + 5д) [' — С —s

i n " ) tgос] +

(1 — sin a) t g q — sDm^

— miy

D0

~

2 t g a

1

a радиус

входной

кромки

(107}

Д л я

комбинированной

в ы т я ж к и

без

(108>

с к л а д к о д е р ж а т е л я , по-

триссе, по упрощенной трактриссе

и т. д., хотя

из-за с л о ж н о с т и

изготовления они не получили

распространения .

М а т р и ц а повышенной

стойкости. Пр и комбинированной

в ы ­

т я ж к е в связи со значительными

распирающими усилиями

ко ­

нические

матрицы на первом

и

последующих

переходах

реко ­

мендуется

б а н д а ж и р о в а т ь

для

предотвращения

упругого

увели ­

чения размера или д а ж е

разрыва .

Д л я уменьшения

износа

образно армировать износостойкими материалами . Н о

изготов­

лять сложный профиль матрицы целиком из твердого

с п л а в а

нерационально .

Н а рис. 59, в

показана конструкция

матрицы

с расчетной

геометрией и с твердосплавным рабочим

элементом,

р а з р а б о т а н ­

ная автором для

массового производства стальных

изделий.

дельно от стальной

части матрицы и простота их сборки ил и

замены .

В

зависимости

от условий эксплуатации

штампов и

т р е б о ­

ваний

точности б а н д а ж и р о в а н н ы е

твердосплавные

вставки

м о ж ­

но соединять со стальной частью

матрицы жестко

или п о д в и ж н о

( « п л а в а ю щ а я » м а т р и ц а ) .

М а т р и ц ы дл я последующего

перехода.

Д л я

последующего5

этому дл я комбинированной в ы т я ж к и она

неприемлема . В

слу­

чае комбинированной в ы т я ж к и деталей с

фланцем т а к у ю

м а т -

рицу можно использовать, но с соответствующим

значительным

ограничением степени

деформации .

Угол

конической матрицы

можно

принимать аналогично

ре ­

комендованным д л я

в ы т я ж к и

без

утонения [31,

32], т. е. а =

= 10-^30°. Меньшие значения

углов — д л я

больших

относитель­

ных толщин

заготовки, большие — д л я

тонкостенных

заготовок.

Угол

матрицы

последующего

перехода

(рис. 60)

можно

оп­

ределить

по следующей формуле [9]:

1

1,3

sin2 a

cos •

+

tnS;

—

(109>

cos

а

Высоту

конуса

матрицы

для

последующего

перехода

рас­

считывают

из геометрических

соотношений

таким

образом,

что­

бы входной диаметр конуса был

не меньше наружного диаметра

заготовки — стакана .

Н а последующих

переходах

комбинированной

в ы т я ж к и

эф ­

фективно

т а к ж е применение

конической

матрицы

с

реактивной

полостью, предложенной И. А. Норицыным [31].

Таким

обра­

зом, д л я

последующих переходов можно

рекомендовать

конст­

% /

25.

У

50.

Vf

(

d, zoo.

а)

ft ,

К а к

отмечалось,

высота

рабочего

пояска

матриц

первого и последующих пе­

реходов

влияет

на процесс

в ы т я ж к и

незначительно.

Д л я

определения

высоты

пояска

рекомендуется

сле­

д у ю щ а я

эмпирическая

зави ­

симость:

Ар =

(0,05-г-0,15) d M ,

(ПО)

где меньшие значения при­

нимаются дл я больших диа ­

метров (ofM > 100 м м ) .

Расчет параметров ш т а м ­

па с д в у м я

м а т р и ц а м и .

При в ы т я ж к е через две мат­

рицы

с оптимальным

сило­

вым

режимом

необходимо

нижнюю

матрицу ш т а м п а

Рис. 61. Схема к расчету опти­

(его в ы т я ж н у ю

кромку)

рас­

мального

расстояния

между

вы­

полагать

на

расчетном

рас­

тяжными

кромками

верхней

и

стоянии

от вытяжной

кром­

нижней

матриц

ки верхней

матрицы .

Геометрически

наиболее удобно

связывать это расстояние с

матрице .

Н а рис. 61

показана

о б щ а я

схема

взаимного

положения

верхней матрицы,

нижней матрицы и заготовки в процессе вы­

т я ж к и на первом

переходе.

Момент соприкосновения заготовки с рабочим конусом ниж­

ней

матрицы

д о л ж е н наступить

тогда, когда максимальное уси­

л и е

с верхней

матрицы

уж е наполовину

снизится.

И з этого

0,254

1 — 2,28 - 5= - + 0 , 5 6 /

R

+

L ,г,2

di

t g <

4 m ° t g a =

Як,

0,25d2

г /

)

\2 .

/?„„

/•/?„„ \2i

2 — 1 — 2 , 2 8

* :

+ 0,56

С

+

d.

V

а2

+ s0 ]

/

l-(mSimlf

2Я

П

\ - m S i m l )

+

+ ^ - (

S l

< ( i - < )

от0

К ) 2

(113)

tgo"

4 <

tgag

При в ы т я ж к е через две матрицы

по у к а з а н н ы м

схемам

на

первом и последующих переходах высоту рабочего

пояска

верх­

ней

матрицы+ •необходимо принимать

примерно в

2 р а з а

боль­

шей,

чем

при в ы т я ж к е

через

одну

матрицу, дл я

обеспечения

центрации пуансона

с полуфабрикатом в верхней

матрице

д а ж е

в случае

недостаточной

высоты

полуфабриката .

Н а последующем переходе комбинированной

в ы т я ж к и

без

утонения

стенки

(с оптимальным распределением

зазоров)

рас-

ния через

верхнюю матрицу донной части

заготовки — стакана

(см. "рис.

35); т а к как на установившейся

стадии, когда дефор ­

мируется

стенка, усилие у ж е незначительно:

6 С. А. Валнев

145

Э. Зибель и Г. Вайсе

считают,

что

оптимальным

значением

угла

матрицы

является

такое, которое при данной степени де­

формации

обеспечивает

минимальное

технологическое

усилие

в ы т я ж к и с утонением [50].

Связанный

с коэффициентом

полезного

действия

процесса

критерий

оптимальности,

который

можно

назвать

энергетиче­

ским,

пригоден, по-видимому,

лишь

для

оценки процесса вы­

т я ж к и

без

утонения,

т а к

как

здесь степень

деформации

непо­

средственно зависит

от удельного усилия

вытяжки .

кальные

деформации

сдвига, ограничивающие

прочность

стенки,

что было подробно изучено в работах

И. П. Ремне

и др . [33].

Эксперименты Э. З и б е л я и Г. Вайсса показывают

(рис.

62),

что при больших степенях деформации протяжки

(г|)П =

60%)

«оптимальном» угле матрицы

( а « 2 5 ° ) , т. е. минимальном д л я

данной степени деформации усилии вытяжки .

Следовательно, при этом в стенке вытягиваемой детали воз­

никают

большие

растягивающие

напряжения (приводящие к

р а з р ы в у ) , чем при

меньших

углах,

где технологические

усилия

больше. Это объясняется, с одной стороны, соотношением

ради­

альных

и осевых напряжений,

и с другой стороны, соотношением

сил трения на матрице и пуансоне.