Лекция №20

Вытяжка коробчатых деталей

При вытяжке рассмотренных ранее типовых осесимметричных деталей процесс деформирования характеризовался наличием осевой симметрии деформирования, при которой напряжения являлись функцией только одной коор­динаты р и не зависели от угла, координирующего рассматривае­мый элемент. Однако в практике листовой штамповки встре­чается значительное количество деталей, при изготовлении кото­рых осевая симметрия деформирования отсутствует. Отсутствие осевой симметрии деформирования приводит к тому, что направ­ления, нормальные к контуру отверстия матрицы, перестают быть главными, а следовательно, напряжения а₀, действующие по нормали к контуру отверстия матрицы при вытяжке плоской за­готовки, и напряжения о_в, перпендикулярные к первым, уже не являются главными нормальными напряжениями. Это обстоя­тельство существенно осложняет анализ процесса деформирова­ния заготовки при вытяжке неосесимметричных деталей.

Коробчатые детали: топливные баки, консервные банки, детали электро-, радиоприборов.

В зависимости от соотношения размеров различают низкие коробки:

· Низкие коробки получают за одну операцию вытяжки (H / B £ 0,6…0,8; H / r _угла £ 10).

· Высокие коробки – многопереходная вытяжка.

Процесс деформирования коробчатых деталей сложный, в нем сочетается гибка прямых участков и вытяжка в углах, но граница очага угловых зон не выражается резко, поэтому трудно указать, где заканчивается вытяжка и начинается гибка.

Очень трудно выбрать такую заготовку, чтобы края коробки по высоте были одинаковы.

Технологические расчеты при вытяжке низких прямоугольных коробок состоят из следующих этапов:

1. проверка возможности вытяжки в одну операцию

2. построение контура исходной заготовки

3. проверка степени деформации в углах коробки

Напряженно-деформированное состояние при вытяжке коробки

Точное решение задачи подыскания поля напряжений во фланце при вытяжке коробчатых деталей весьма сложно из-за неясности граничных условий, неизвестностью интенсивности убывания напряжений по мере удаления от стыка угла и стенки и большой сложностью отыскания зависимости t = f (q).

Для решения задачи приближенно принимается ряд допущений:

1. ширина фланца принимается постоянной;
2. касательные напряжения t являются функцией угла q и не зависят от радиуса;
3. зависимость напряжения t от q линейно

Коэффициент «а» от 0 до 0,5; 0 < < 0,5. Этот коэффициент получается в результате реальных условий вытяжки.

В этом случае коэффициент вытяжки для угла m =

Практически коэффициент вытяжки угла m = 0,25…0,30.

При вытяжке тонкостенных коробок на прямых участках образуется так называемые «хлопуны». Хлопуны являются результатом действия остаточного напряжения в углах. Хлопуны можно устранить, если придать стенкам овальную или выпуклую форму; или подвергнуть коробку правке растяжением стенки на 2,5…4% в специальном штампе с раздвижным секторным пуансоном.

Определение формы и размеров заготовки.

Размеры заготовки для деталей коробчатой формы определяется из условия равенства поверхностей из изделия и заготовки.

Существуют много способов построения контура заготовки в зависимости от относительных размеров коробки.

Схемы построения контура угловых участков заготовки для вытяжки низких коробчатых деталей

а – H / r _угла £ 5; б – H / r _угла = 5; в – H / r _угла > 5

1. Контур деталей вычерчивается в масштабе, делается развертки прямых участков на плоскость. Длина развертки от плоского участка дна определяется как при гибке.

2. Определяется радиус заготовки для вытяжки угла.

3. Радиусом R ₀ из центра «О» проводим дугу ab.

4. Уступы ad и bc делим пополам точками m и n.

проводим через m и n касательные к дуге ab.

5. Радиусом R ₀ округляем от m и n прямолинейный участок

Количество операций.

Предельная величина вытяжки характеризуется условным коэффициентом вытяжки (для прямоугольных деталей за одну операцию)

– для алюминиевых сплавов; – малоуглеродистые стали;

– нержавеющей стали.

При вытяжке высоких коробок за несколько переходов:

L и L ₀ – длина контура детали заготовки; F _дн и F ₀ – площадь поверхности дна и заготовки.

Заготовка для прямоугольных высоких деталей с относительно большими радиусами скругления углов (r_у/В > 0,2) имеет форму эллиптического овала. Степень деформации для такой заготовки на различных участках контура детали приблизительно одинакова, однако использование таких заготовок не имеет существенных преимуществ. Для вытяжки относительно высоких прямоуголь­ных деталей применяют заготовки в виде овала, контур которого образован двумя полуокружностями и параллельными касатель­ными к ним. Размеры такой заготовки могут быть опреде­лены, если расчленить площадь дна прямоугольной детали дли­ной А и шириной В на три участка, два из которых представляют собой половинки дна квадратной коробки с размерами В × В/2, а третий – прямоугольной с размерами (А – В) × В. Тогда, согласно вышеизложенному заготовками для двух половин услов­ной квадратной коробки будут полукруги, диаметр которых определяют по формуле с центром, совпадающим с центром условной квадратной коробки. Ширина заготовки В₀ = 2 R ₀, а ее длина А₀ = 2 R ₀ + А – В.

Вследствие неодинаковых условий деформирования на раз­личных участках контура, а также анизотропии механических свойств материала заготовки высота коробчатых деталей еще более неравномерна, чем высота осесимметричных деталей, по­лучаемых вытяжкой. Поэтому в технологическом процессе из­готовления таких деталей предусматривают обрезку неровного края. Припуск на обрезку D Н зависит от относительной высоты детали Н/В. Чем она больше, тем больше припуск. На основании опытных данных припуск на обрезку принимают равным 5—15 % высоты детали Н или вычисляют по эмпирической формуле .

Многооперационная вытяжка высоких прямоугольных коробок.

При много операционной вытяжке прямоугольных коробок могут быть два случая последова­тельного изменения формы переходов:

1) заготовка овальная; первая и последующие вытяжки овальные, последняя – прямоугольная;

2) заготовка круглая; первая вытяжка цилиндрическая, следующие вытяжки (если они требуются) овальные, последняя – прямоугольная.

Первый случай встречается при вытяжке прямоугольных коробок с отношением сторон А: В ³ 1,2, второй – при отношении сторон А: В < 1,15, а также при весьма большой относительной высоте, при которой требуется более трех операций вытяжки.

Заготовка для прямоугольных (а), квадратных (б) высоких коробчатых деталей;

зависимость высоты детали от диаметра заготовки (в)

Дата добавления: 2015-07-24