Kn 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00

о 0,5 1,0 1,5 [s(0)/D(0)J-10

Рис. 5. График для определения предельного коэффициента вытяжки без прижима

рис. бис. 119); иа фоне этой зависимости теряется влияние уровня штам-пуемости Листового металла. Зависимость Кп (s {0)/D (0)) может быть значительно ослаблена (и даже устранена полностью) за счет мероприятий по увеличению стойкости вытяжных штампов, совершенствованию их конструкции, контролю состояния штампов и прессов, повышению стабильности технологического смазывания, работы прижимных устройств, в частности, равномерности и постоянства давления прижима по рабочей поверхности и по времени.

Влияние уровня штампуемости стали 08 на коэффициент при уст-

2,25 2,00 1,75 1,50

1. Уровень штампуемости стали в зависимости от показателя степени п кривой упрочнения и предельного коэффициента вытяжки Кп

ранении влияния соотношения s (0)/D (0) видно из табл. 1. Связь уровня штампуемости и показателя Лэ пробы по Эриксену показана в табл. 2.

( 2

0,75

1,25

1,75

Рис. е. Зависимость К от г при U <0) > Рнс. 7. Схема расположения воли

по краю полуфабриката, вытяну-

того из листового металла, имеющего плоскостную анизотропию:

J - 2,4: 2 - 2,0; 3 - 1,6; 4 - 1,2; 5 - 0,8; в - , круговой осреднеиный контур

края; 2 - волнистый контур края

(0)1 10 :

J -0.4

2. Уровеиь штампуемости стали и показатель техиологической пробы по Эрнксеиу (ГОСТ 9045-80)

Примечание. ВОСВ, ОСВ, СВ - уровни штампуемости для стали 08Ю; БГ - для сталей марок 08кп, 08пс.

При D (0)/d > К-а, фланец заготовки не может быть втянут полностью в матрицу. При О (0)/d < 2/Сп в начале движения пуансона внешний контур заготовки несколько сокращается, перемещаясь к контуру проема матрицы. Затем перемещение и сокращение контура прекращаются, и формоизменение продолжается только за счет растяжения металла, находящегося внутри контура проема. При этом формоизменение ограничено разрывом металла. Если же D (0)/d > 2Хп, при движении пуансона в матрицу внешний контур заготовки остается неподвижным. Вытяжка переходит в местную формовку. Таким образом, если < О (0)/d < 2Кп, одновременно имеют место два вида формоизменения: вытяжка и местная формовка. Причем увеличение глубины оболочки в результате этого при D (0)/d, близком к /Сц, может составить 30-40 % по сравнению с глубиной при местной формовке, когда D {0)/d > 2Кп-

4. РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗАГОТОВКИ И ИНСТРУМЕНТА

Расчет диаметра заготовки. Среднее значение толщины полуфабриката, полученного вытяжкой, приближенно равно толщине s (0) заготовки. По-

этому размеры заготовки определяют из условия неизменности площади срединной поверхности оболочки при ее формоизменении.

Площадь поверхности полуфабриката с учетом припуска на обрезку (рис. 8 и табл. 3, 4) представляют в виде суммы площадей поверхностей простых геометрических форм, из которых можно составить срединную поверхность оболочки.

Последовательность определения диаметра заготовки следующая:

вычерчивают сечение срединной поверхности (срединную линию) (рис. 9,6) детали (рис. 9, а) с учетом припуска на обрезку;

разбивают срединную линию на отрезки Li (i = 1, 2, 3...k);

находят центры тяжести прямолинейных отрезков и дуг окружностей, причем координаты центров тяжести

Рнс. 8. Припуски ва обрезку Д0 (а) Л0 (ff)

3. Припуски ДЯ иа обрезку по высоте детали (размеры, мм)

4. Припуски ДО (рис. 8,6) иа обрезку по диаметру фланца иа сторону (размеры, мм)

дуг относительно центров их кривизны определяют с помощью табл. 5 и рис. 10 (центр тяжести прямолинейного отрезка находится на его середине);

вычисляют расстояния Р; ( = 1, 2, 3... k) от оси срединной поверхности (оболочки) до центров тяжести отрезков (для дуги оно равно сумме расстояния от оси до центра кривизны дуги и соответствующей координаты

ее центра тяжести относительно центра кривизны);

определяют длину дуг; = /?,a;-(значения а. приведены в табл. 5);

находят диаметр заготовки по формуле

* \ 1/2

Z)(0) = (8 2 Л.р

Рис. 9. Эскиз детали [ (0) = 1,6 мм] и схема разбиения срединной линии на отдельные отрезки для расчета площади поверхности оболочки

5. Координаты центра тяжести дуги единичного радиуса {R = 1 мм) (см. рис. 10)

6. Оптимальные значения относительных радиусов кривизны рабочих кромок матрицы и пуаисоиа

Рис. 10. Координаты центра тяжести дуги окружности с единичным радиусом

где k - число отрезков, на которое разбита срединная линия.

При определении координат центра тяжести дуги окружности, представляющей какую-либо часть срединной линии оболочки, направление осей координат X, у (см. рис. 10). исходящих из центра кривизны дуги, выбирают определенным образом. Например, для дуги радиусом /?з = 8 мм (см. рис. 9) оси координат следует направить так, как показано на рис. 10. Координата центра тяжести дуги с единичным радиусом при Оз =-= 60 л: = 0,827. Координата дуги с радиусом равна произведению xRrt = 6,62 мм.

Для дуги радиусом ось х следует направить по горизонтали (от оси симметрии оболочки (влево), а ось у - вниз. Эти два случая характеризуются тем, что в расчетах используется координата X.

Координата у используется в расчетах для других случаев, когда ось х должна быть направлена не по горизонтали, а по вертикали, т. е. параллельно оси оболочки. Обычно такие случаи имеют место для вогнутого дна оболочки, когда срединная линия составлена из дуг, окружностей, а угол дуг меньше чем 90.

Аналогичная картина получается для срединной линии оболочек с фигурным волнообразным фланцем.

Если срединная линия сечения оболочки или часть линии представляет собой кривую переменной кривизны, ее делят на отрезки, в пределах которых кривизну можно принять приближенно постоянной.

Пример. Найти произведение L2P2

для второго отрезка срединной линии (см. рис. 9, б).

Решение: Начало координат хну помещаем в центр кривизны дуги радиусом R., расположенный на расстоянии / 2=30 мм от оси оболочки. Ось X направляем по горизонтали. Согласно табл. 5, для угла а=а2 = = 60° координата центра тяжести дуги единичного радиуса 0,827.

Координата центра тяжести дуги радиуса R 12 мм равна произведению x/?.j- 9,924 мм. Расстояние от оси оболочки до центра тяжести этой дуги р2 г ! xR -= 39,92 мм. Длина дуги /.г-гОг- 12 1.047 - = 12,56 мм (согласно табл. 5, угол а= 1,047 рад). Произведение L2P2 =

501,4 мм.

Расчет радиусов кривизны рабочих кромок матрицы и пуаисоиа. Радиусы кривизны рабочих кромок матрицы и пуансона существенно влияют на предельный коэффициент вытяжки, деформационные и силовые параметры процесса формоизменения заготовки, устойчивость фланца, стойкость штампа.

При вытяжке с прижимом, если в принятом технологическом процессе коэффициент вытяжки выбран близким к предельному, значения кривизны рабочей кромки матрицы и пуансона должны быть оптимальными (тйбл. 6). При /С < 0,85/Сп кривизна рабочих кромок может быть увеличена на 30-40% по сравнению со значениями, приведенными в табл. 6.

При вытяжке без прижима (см. рис. 4) угол а конусности матрицы обычно принимают равным 30°; ра-

7. Значения коэффициента я [см. формулу (5)1

Примечание. Значения коэффициента п относятся к вытяжке сталей 08 и 10; для приближенных расчетов их можно использовать и при вытяжке других листовых металлов.

диусы скруглений рабочих кромок Ws(0)>10; (1-1,5)5(0);

rjs (0) > (ЗЧ-4).

Зазор между цилиндрическими поверхностями матрицы и пуаисоиа. В процессе втягивания фланца заготовки в матрицу в его о(5ласти, примыкающей к внешнему контуру, толщииа S металла увеличивается. Металл, расположенный по внешнему контуру фланца, находится в условиях, близких к условиям одноосного сжатия. Толщину металла s= к на внешнем контуре радиусом R можно приближенно найти по следующей формуле (см. рис. 1):

Sk = s(0)( (0) ?1/<+ , (2)

где г - коэффициент нормальной анизотропии, который при умеренной плоскостной анизотропии может быть принят равным Л(.р.

Если в конце вытяжки диаметр D внешнего контура сокращается до диаметра d, толщина по кромке вытянутой оболочки

Sh = s(0)/(/<+\ (3)

где К = Z) (0)/rf.

Стенка вытянутой оболочки, имеющая толщину Sk, поместится в зазоре z между поверхностями инструмента, если

г/s (0)>s /s(0),=(4)

В практике при К = Ка принимают г= (1.251.40) 5(0),

Если увеличение толщины стенки чертежом детали не допускается, зазор может быть уменьшен до значения г = (1.00Ч-1.03) S (0) (при коэффициенте вытяжки, близком к предельному). При этом требования к износостойкости и прочности инструмента, а также к смазочному материалу повышаются (приближаются к соответствующим требованиям при вытяжке с утонением стенки).

Когда при использовании одного и того же инструмента совмещаются два вида формоизменения - вытяжка и вытяжка с утонением (комбинированная вытяжка), зазор г принимают меньше s (0). Комбинированная вытяжка в конической матрице (см. рис. 4) заготовок из сталей 08кп, 12Х18Н10Т протекает успешно при z 0,7s(0), а из алюминия и латуни Л63 - при Z 0,6s (0).

5. РАСЧЕТ СИЛОВЫХ

ПАРАМЕТРОВ,

РАБОТА ДЕФОРМАЦИИ

Усилие вытяжки. При полном втягивании загототки в матрицу (диаметр D контура сокращается до диаметра d) иа зависимость усилия иа пуаисоие от перемещения пуаисоиа