Формозмінювальні операції листового штампування
Опис: Визначення розмірів заготовки. Визначення розмірів вихідної заготівлі. При обтиску відкритий кінець порожнистої заготовки або труби вштовхується у лійкоподібну робочу частину матриці, що має форму готового виробу або проміжного переходу.
Дата завантаження: 2015-01-16
Розмір файлу: 819.4 KB
Роботу завантажили: 62 чол.
Якщо ця робота Вам не підійшла внизу сторінки, є список схожих робіт. Також Ви можете скористатися кнопкою пошук
Формозмінювальні операції листового штампування. Обтиск і роздача
1.1. Основні технологічні параметри обтиску.
1.2. Визначення розмірів вихідної заготівлі.
1.3. Визначення потрібної сили під час обтиску.
2.1. Основні технологічні параметри роздачі.
2.2. Визначення розмірів вихідної заготівлі.
3.3. Конструкція штампів.
Обтискання являє собою операцію, за допомогою якої проводиться зменшення поперечного перерізу відкритого кінця попередньо витягнутого порожнистого виробу або труби.
При обтиску відкритий кінець порожнистої заготовки або труби вштовхується у лійкоподібну робочу частину матриці, що має форму готового виробу або проміжного переходу (рис. 1). Кільцева матриця має робочу порожнину з прямолінійною, похилою до осі симетрії або криволінійною твірною.
Малюнок 1- Схема процесу обтиску
Якщо обжим ведуть у вільному стані, без протитиску заготовки зовні і зсередини, пластично деформується лише її ділянка, що знаходиться в порожнині матриці, решта деформується пружно. Обтиском отримують горловини циліндричних бідонів, балони аерозольної упаковки, різні перехідники трубопроводів, горловини гільз іін вироби.
1.1. Основні технологічні параметри обтиску
Частина заготовки, що деформується, при обтиску знаходиться в об'ємно деформованому і об'ємно-напруженому стані. У меридіональному і в окружному напрямках присутні стискаючі деформації і стискаючі напруги , в радіальному напрямку (перпендикулярному утворює) деформації, що розтягують, і стискаючі напруги кільцевих елементів порожнистої заготовки. Якщо доля, що внутрішня поверхня порожнистої заготівлі при обтиску не навантажена, а при відносно тонкостінній заготовці мало в порівнянні з , то можна прийняти, що схема напруженого стану буде плоскою двовісне стиснення в меридіанному і в окружному напрямках. Внаслідок цього відбувається деяке потовщення стінок на краю виробу.
Деформація при обтиску оцінюється коефіцієнтом обтиску, який є відношенням діаметра заготовки до середнього діаметра деформованої її частини:
Величина потовщення може бути визначена за формулою:
де товщина стінки заготовки, мм;
товщина стінки біля краю виробу після обтиску, мм;
діаметр порожнистої заготовки, мм;
діаметр готового виробу (після обтиску), мм;
Для тонких матеріалів ( 1.5 мм) відношення діаметрів вважають за зовнішніми розмірами, а для більш товстих | по середніх діаметрах. Коефіцієнти обтиску становлять для сталевих виробів 0,85 0,90; для латуні та алюмінію 0,8-0,85. Граничним коефіцієнтом обтиску
вважають такий, при якому починається втрата стійкості заготівлі та утворення на ній поперечних складок. Граничний коефіцієнт обтиску залежить від роду матеріалу, величини коефіцієнта тертя та кута конусності обтискної матриці.
де - межа плинності матеріалу;
П-лінійний модуль зміцнення;
-коефіцієнт тертя; = 0,2 -0,3;
- кут конусності матриці.
Оптимальний кут конусності матриці при гарному мастилі та чистій поверхні заготовки становить 12…16, за менш сприятливих умов тертя 20…25.
Число обтискань можна визначити за формулою:
Між операціями обтискання обов'язковим є відпал. Розміри деталі після обтиску збільшуються внаслідок розпружування на 0,5...0,8 % від номінальних розмірів.
Обжим здійснюється в умовах нерівномірного стиску в осьовому та окружному напрямках. При певних критичних значеннях стискаючих напруг і відбувається локальна втрата стійкості заготовки, що завершується складкоутворенням.
Малюнок 2 Можливі варіанти втрати стійкості при обтиску: а), б) утворення поперечних складок; в) утворення поздовжніх складок; г) пластичне деформування дна
Отже, критичне значення коефіцієнта обтиску регламентується локальною втратою стійкості. Для запобігання утворенню складок при обтиску всередину заготовки вводиться розправний стрижень.
Критичний коефіцієнт обтиску, точність розмірів деталей, одержуваних обтиском, залежить від анизотропных властивостей матеріалу заготівлі. Зі збільшенням коефіцієнта нормальної анізотропії R граничний коефіцієнт обтиску збільшується ( K = D / d )*** K = d / D менше, т.к. при цьому збільшується опір стінок заготівлі потовщення і витріщання. Наслідок площинної анізотропії при обжимі ¦ утворення фестонів на крайовій ділянці обтиснутої заготовки. Це вимагає подальшої обрізки і, отже, підвищеної витрати матеріалу.
Кут нахилу утворює матриці для обтиску має оптимальне значення, при якому меридіональна напруга мінімальна,
Якщо 0,1, то=21 36 ; а якщо 0,05, то = 17 .
При обтиску в конічній матриці з центральним отвором крайова частина заготовки при переході з конічної в циліндричну порожнину згинається (повертається) і потім у міру проходження через неї знову набуває циліндричної форми, тобто по черзі відбувається вигин і спрямування крайової частини заготовки під впливом моментів, що згинають. Істотний вплив на точність діаметра обтиснутої частини заготовки робить радіус закруглення робочої кромки матриці (рисунок). Це тим, що природний радіус вигину (крайової частини) заготовки має цілком певне значення, що залежить від товщини, діаметра заготовки, кута нахилу утворює матриці .
Товщина крайової частини заготовки може бути визначена за такою формулою: =; де - основа натурального логарифму.
Малюнок 3 Обтиск у конічній матриці з центральним отвором
Якщо , то елемент заготовки, що переміщається з конічної частини вогнища деформації в циліндр, що утворюється, втрачає контакт з матрицею і діаметр циліндричної частини обтисненої деталі або напівфабрикату зменшується на , тобто .
Якщо , то зазначене явище немає, а діаметр обтиснутої частини заготовки відповідає діаметру робочого отвору матриці.
З вище сказаного випливає, що радіус матриці повинен задовольняти таку умову:
а можлива зміна діаметра циліндричної частини обтисненої деталі може бути визначена за формулою:
1.3. Визначення розмірів вихідної заготівлі
Висота заготовки, призначеної для обтиску, з умови рівності обсягу може бути визначена за такими формулами:
у разі циліндричного обтиску (рис. 4, а)
у разі конічного обтиску (рис.4, б)
в разісферичного обтиску (рис. 4, в)
Рисунок 4 Схема для визначення розмірів заготівлі
1.4.Визначення потрібної сили під час обтиску
Сила обтиску складається з сили, необхідної для обтиснення в конічній частині матриці , і сили, необхідної для згинання (повороту) обтиснутої кромки до упору в циліндричний поясок матиці
Рисунок 5 | Схема для визначення сили обтиску
Ділянка Оа відповідає силі, необхідної для підгинання кромки заготовки на кут конусності матриці; вся ділянка Ов відповідає; ділянка все відповідає силі ; ділянка cd відповідає ковзанню кромки заготовки по циліндричному пояску матриці, силі обтиску зростає незначно.
Після виходу заготовки з матриці сила дещо падає і стає рівною силі при процесі обтиску Робж, що встановився.
Сила визначається за такою формулою:
= 1- 1+ + 1- 1+ 3-2 cos ;
де -екстраполірована межа плинності, рівна .
Обжим здійснюється на кривошипних та гідравлічних пресах. При роботах на кривошипних пресах силу слід збільшувати на 10-15
Дана формула дає досить точний розрахунок при 10…30 ; ,1 ... 0,2
Наближено зусилля, що деформує, можна визначити за формулою:
Операція роздачі, що застосовується для отримання різних деталей та напівфабрикатів, що мають змінний поперечний переріз, дозволяє збільшити діаметр крайової частини порожнистої циліндричної заготовки або труби (рис. 6).
В результаті цього процесу відбувається зменшення довжини утворює заготовки та товщини стінки в зоні пластичної деформації, що охоплює ділянку зі збільшеними поперечними розмірами. Роздача здійснюється у штампі за допомогою конічного пуансону, який деформує порожнистузаготівлю у вигляді відрізка труби, склянки, отриманої витяжкою, або звареної кільцевої обічайки, впроваджуючись у неї.
Малюнок 6. - Типи деталей, що отримуються роздачею: а)
2.1. Основні технологічні параметри роздачі
Ступінь деформації при технологічних розрахунках визначається коефіцієнтом роздачі, що є відношенням найбільшого діаметра деформованої частини виробу до вихідного діаметру циліндричної заготовки :
Найменша товщина заготовки знаходиться у кромки деталі, що одержується, і визначається за формулою:
Чим більший коефіцієнт роздачі, тим більше утончення стінки.
Критичний ступінь деформації регламентується одним із двох видів втрати стійкості: складкоутворенням у підстави заготівлі та появою шийки, що призводить до руйнування - тріщини, в одній або одночасно кількох ділянках кромки деформованої частини заготовки (рис. 7).
Рисунок 7 Види втрати стійкості при роздачі: а) складкоутворення біля основи заготівлі; б) поява шийки
Поява того чи іншого видів дефектів залежить від характеристик механічних властивостей матеріалу заготовки, її відносної товщини, кута нахилу утворює пуансона, умов контактного тертя та умов закріплення заготовки в штампі. Найвигідніший кут від 10 до 30.
Відношення найбільшого діаметра деформованої частини заготовки до діаметру вихідної заготовки, при якому може виникнути місцева втрата стійкості, зветься граничного коефіцієнта роздачі.
Граничний коефіцієнт роздачі то, можливо на 10…15% більше, ніж , зазначений у таблиці 1.
У разі здійснення операції з підігрівом заготовки може бути на 20-30% більше, ніж без підігріву. Оптимальна температура нагріву: длясталі 08кп 580…600 С; латуні Л63 480 ... 500 С, Д16АТ 400 ... 420 С.