Вытяжка листового материала.

Вытяжка – процесс получения полой детали необходимой формы из листовой заготовки. В зависимости от формы готовой детали различают два вида вытяжки, вытяжка без утонения стенок и вытяжка с утонением стенок. Вытяжка без утонения стенок предполагает относительное изменение наружных размеров заготовки без изменения толщины материала. Процесс вытяжки производится в специальных штампах за один или несколько переходов. При осе симметричной форме детали процесс вытяжки характеризуется коэффициентом вытяжки К_в = D/D_заг., где D –диаметр детали, D_заг. – диаметр заготовки Рис.5.46.

Рис.5.46

Заготовка представляет собой диск толщиной S, который устанавливается на матрицу (4) и прижимается прижимом (2). При перемещении пуансона (3) происходит процесс вытяжки и формируется деталь (1). В процессе формовки в материале заготовки возникают напряжения растяжения и напряжения сжатия , которые могут приводить к образованию складок на фланце детали. Для предотвращения появления складок используется прижим 2. Величина напряжений зависит от радиусов скругления матрицы r_м и пуансона r_п, а также высоты Н. При вытяжки без утонения стенок зазор z = (1,1 – 1,3) s. В зависимости от глубины вытяжки, формовка детали может производиться в несколько переходов Для сокращения количества переходов следует стремиться к уменьшению коэффициента вытяжки К_в за счёт подогрева фланца заготовки, применения смазок, термообработки между переходами, совершенствования конструкции штампа. В таблице 5.8 приведены значения коэффициента вытяжки различных материалов для цилиндрических и прямоугольных деталей.

Таблица 5.8.

Вытяжка с утонением стенок предполагает, что длина полой детали достигается за счёт уменьшения толщины стенок исходной заготовки Рис.5.47. При этом зазор между матрицей 2 и пуансоном 3 меньше чем толщина стенок заготовки 1, а толщина донышка больше толщины стенок. В отличие от процесса вытяжки без утонения стенок, в стенках заготовки возникают растягивающие напряжения за счёт Рис.5.47трения материала заготовки о поверхность пуансона и матрицы. Это приводит к увеличению степени деформации материала и толщина стенки за один проход может уменьшаться в 1,5 – 2 раза. Для уменьшения сил трения применяют смазку, что позволяет уменьшить износ инструмента (матрицы и пуансона).

Расчёт заготовок для тел вращения, получаемых вытяжкой, основан на равенстве поверхностей, объёма и массы заготовки ( с учётом припуска на обрезку).

Наиболее простым методом определения диаметра заготовки для детали сложной формы является правило Гюльдена, по которому диаметр заготовки определяется по формуле

(5.14)

где L – длина образующей вытягиваемой детали, мм; Х – расстояние от оси детали до центра тяжести образующей в мм.

На рис.5.48 приведена схема детали, имеющей форму тела вращения. Диаметр заготовки рассчитывается по приведённой формуле, где LX определяется как сумма произведений длин l_i каждого участка поверхности и расстояний Х_i до его центра тяжести от оси вращения. Рис.5.48

(4.15)

Для отрезков прямой центр тяжести находится посередине, для отрезков, являющихся частью окружности, положение центра тяжести приведено в таблице 5.9. Величина R соответствует внешнему контуру детали.

Таблица 5.9

При изготовлении вытяжкой деталей коробчатой формы расчёт заготовки производится из условий равенства площадей заготовки и готовой детали с учётом припуска на обрезку. Если деталь вытягивается за одну операцию, то припуск на обрезку составляет .

Для квадратных и прямоугольных полых деталей (коробок) Рис.5.49 при и относительно малых радиусах угловых закруглений расчёт заготовки производят по способу Б.П. Звороно.

Расчёт и построение развёртки для коробчатой детали осуществляется в несколько этапов:

Рис.5.49

(5.16)

б) определяют угловой радиус условной заготовки R, при этом возможны два случая:

, тогда ;

, тогда , (5.17)

Где - радиус нейтральной линии в углах, образованных дном и стенкой и двумя стенками, определяются по формуле (4.1);

в) из центра О проводят две перпендикулярные прямые об и од к боковым стенкам. Радиусом R проводят часть окружности до пересечения с прямыми об и од;

г)отрезки аб и ад делят пополам и через их середины проводят касательные к к дуге окружности радиусом R;

д)углы, образованные касательными и линиями контура заготовки, на прямолинейных участках кромок стенок закругляют радиусом R.

При конструировании коробчатых деталей необходимо учитывать пластические свойства материала