Разделы сайта

Читаемое

Обновления Mar-2024

Промышленность Ижоры -->  Точность многооперационной вытяжки 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

5. Деформационно-скоростные характеристики некоторых сплавов

Сплан

Исходное состояние

Обработка

ЦА22

Л59 ЛАХ59-0,5-0,2 БрАЖ9-4

ВТЗ-1

ВТ14

BTI6

ВТ20

ВТ22

АМгб

В96ц

МА2-1 МА8

В состоянии поставки ТМО ТМО

Холодная прокатка, отжиг при 800 °С 0,5 ч В состоянии поставки

Прокатка в (а -(--f Р)-области То же

Прокатка в Р-об-ласти

В состоянии ставки

Прокатка в (а + + Р)-областн ТМО

Прокатка в (а + Р)-области Горячая прокатка То же ТМО

Прокатка в (а + Р)-области В состоянии поставки

Прокатка в (а + 4- р)-области Холодная прокатка, отжиг Теплая прокатка

Горячая прокатка Холодная прокатка, отжиг при 400 °С

В состоянии поставки

Зерно, мкм

2-3 1-2

2-5 -2,5

Пластины Корзиночное

плетение -2,5 5-10

5-7 1,2

9-10

15 10

600 550 800

925 925

850 870

900 900

950 850 875 800

420.

420 400

4-10-2

0,54

1,2-\0- 1,2-10- 1,7-10-3

2,5 9 4

0,6 0,55 0,5

7-10-

0,87

4-10-

7,4-10- 7,4-10-*

22,5 30,4

0,7-0,8 0,46 0,4

1,2-10-2 1,8- 10-3

22 25

0,48 0,8

1,5-10-3

0,85

10-3 1,5-10-3

0,67 0,8

2-10-3. 4.10-* 5.10-3 3-10-*

29 10 6 30

0,6 0,8 0,7 0,35

1,6-10-3

0,32

5-10-*

10-*

0,45

10-3

5-I0-* 10-3

0,42 0,43

5-10-3

0,38

Глава

ОПЕРАЦИИ ВЫРУБКИ, РЕЗКИ, ЗАЧИСТКИ

ПРОБИВКИ,

1. ВЫРУБКА, ПРОБИВКА, РЕЗКА, ЗАЧИСТКА

Процесс разделения деформируемого металла штампами в разделительных операциях листовой штамповки в определенной мере аналогичен процессу разделения ножницами. В данном случае рабочие части штампа (пуансона и матрицы) являются как бы ножами замкнутой конфигурации, имеющими сопряженные режущие кромки. Общим для обоих видов резки является то, что процесс разделения деформируемого материала состоит из трех стадий: упругой, пластической и скалывания (разрушения). Однако процессы разделения имеют и некоторые различия.

В процессе выполнения разделительной операции рабочие части штампа подвергаются воздействию сил, равных по величине, но направленных противоположно силам, с которыми они воздействуют на деформируемую заготовку. При этом инструмент деформируется упруго.

При отсутствии прижима обрабатываемого материала к рабочим поверхностям штампа (рис. 1) изгибающий момент от нормальных сил (Рт. п-Рг.м) воспринимается только материалом и поверхностями инструмента по контактным пояскам пуансона (бд) и матрицы (6 ). Обрабатываемый материал изгибается, и к его поступательному относительному перемещению добавляется вращательное, что приводит к появлению нормальной силы на боковой поверхности пуансона (Рб. п) со стороны блестящего пояска отхода. Наличие нормальной силы Рб,м на боковой поверхности рабочего окна матрицы вызывается упругим последействием местного изгиба волокон отделяемой части заготовки в зоне, прилегающей к поверхности сдвига. Наряду с указанным на контактных боковых и торцовых поверх-

ностях пуансона и матрицы действуют силы трения (Гт.п. 76. п, Тт.м, Те, }. При этом условия работы режущих кромок рабочих частей штампа и всего инструмента значительно ухудшаются по сравнению с условиями, которые имеют место при наличии надежного прижима материала к рабочим поверхностям штампа.

Процесс разделения характеризуется формой очага деформации, его развитием во времени и распределением деформации на различных стадиях. Существенное влияние на процесс разделения оказывает технологический зазор.

Распределение деформации при сдвиге. На рис. 2 приведена обобщенная схема очага деформации (на стадии п<1астического сдвига) в момент, предшествующий возникновению скалывающих трещин и составляющих его зон в разделительных операциях листовой штамповки.,Она установлена на основе замеров микротвердости в очаге деформации при исследовании процесса разделения тонколистовой стали на штампе с жестким съемником (без прижима) с различным технологическим зазором (г -5-15%).

Краткая характеристика зон очага деформации:

зоны / шириной bf bn = (0,4- 0,6) s находятся под поясками смятия, со стороны пуансона и матрицы, простираясь на небольшую глубину. В этой зоне материал заготовки наиболее интенсивно упрочняется в областях, примыкающих к режущим кромкам пуансона и матрицы;

зоны II охватывают режущие кромки как пуансона, так и матрицы, распространяясь вдоль торцовых и боковых поверхностей рабочих частей штампа и вглубь материала, который в этой зоне упрочняется наиболее интенсивно;

зона III находится между вторыми зонами со стороны матрицы и пуансона, сопрягаясь с основным материа-




Рис. 1. Схема сил, действующих иа пуансон и матрицу со стороны деформируемой заготовки на стадии пластического сдвига при вырубке-пробивке:

/ - пуансон; 2 - матрица; 3 - отделяемая часть заготовки

ЛОМ очага деформации. Упрочнение материала в этой зоне меньше, чем во второй;

зоны IV простираются от границ зон I, II и III до границ недеформируе-мой части заготовки. Упрочнение материала в зоне IV постепенно убывает по мере удаления от линии разделения в направлении, перпендикулярном к направлению сдвига.

Локализация очага деформации возрастает по мере уменьшения технологического зазора.

Интенсивность напряжений а и деформаций 8 в различных зонах очага


Рис. 2. Схема очага деформации и составляющих его ЗОИ в разделительных операциях листовой штамповки

деформации зависит от величины технологического зазора. При этом максимальные значения а и е имеют место вблизи вершин режущих кромок пуансона и матрицы, а также в областях II и III зон, находящихся в непосредственной близости от поверхности разделения.

Интенсивность деформации е на границе очага деформации принята равной соответственно интенсивности деформации исходного металла заготовки - высоколегированной холоднокатаной электротехиичедкой стали.

Связь между твердостью- HV, интенсивностью напряжений а и интенсивностью деформации 8 установлена по методу, разработанному Г. Д. Делен.

В табл. 1 приведены данные Ф. П. Михаленко и А. И. Гулиева по распределению интенсивности деформации при вырубке деталей размером 8Х 16 мм нз высоколегированной холоднокатаной изотропной электротехнической стали 2411. Интенсивность деформации определялась по градуиро-вочному графику ЯК-в, построенному по результатам испытания пластинчатых образцов на растяжение согласно ГОСТ 11701-66. Связь между макро- и микротвердостью установлена согласно методике, рекомендованной В. Д. Лисицыными

Измерение микротвердости в очаге деформации на различных этапах процесса разделения производили на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке на алмазную пирамиду Р=0,1 Н с шагом между отпечатками, равным 30 мкм. В результате получали координатную сетку с отпечатками алмазной пирамиды в ее узлах, охватывающую весь очаг деформации.

Из табл. 1 видно, что интенсивность деформации е с ростом технологического зазора изменяется неоднозначно в зонах I, И и III, вначале уменьшается при изменении г с 5 до 7,5 %, а затем существенно возрастает при изменении г от 7,5 до 15%. При заданном технологическом зазоре наибольшая интенсивность деформации наблюдается в зонах II. Минимальное значение интенсивности деформации имеет место при оптимальном технологическом зазоре (г = 7,5 %). Рас-

I. Распределение интенсивности деформации е в различных зонах очага деформации при штамповке стали 2411 толщиной 0,5 мм

е в аонах очага деформации (см. рис.

Односторонний зазор

>

1

Z. %

Под пуансоном

7,5 10

0,250-0,160 0.250-0,113 0,338-0,250

0,460-0,338 0,338-0,250 0,460

0.338-0,250 0,250-0,180 0,338-0,250

0.113-0,005

0,460-0,180

0,550-0,450

0,338

0,180-0,005

Над матрицей

7,5 10 15

0,258-0,113 0,250-0.113 0,460-0,250 0,460-0,180

0,460-0,338 0,338-0,250

0,460 0,550-0,450

0,335-0,250 0,250-0,180 0,338-0,250 0,338

0,113-0,005 0,180-0,005

Примечание. Механические свойства высоколегированной холоднокатаной электротехнической стали 2411; Ов = 430Н-450 МПа; = = 244-25%; HV 1800-1820 МПа.

пределеиие интенсивности деформации в характерных зонах очага деформации со стороны пуансона и матрицы одинаково. Это позволяет сделать предположение об одновременности возникновения скалывающих трещин со стороны пуансона и матрицы при вырубке и пробивке тонколистовой холоднокатаной электротехнической стали и других тонколистовых металлов.

Интенсивность напряжений а и деформации Е в зоне II болВше, чем в зоне I. Это объясняется тем, что на первой стадии процесса вырубки - пробивки (рис. 3, а и б) деформация материала под пуансоном и над матрицей сопровождается его перемещением по контактным пояскам пуансона и матрицы (см. рис. 3), которое прекращается в тот момент, когда ин-. теисивность напряжений а в области режущих кромок превышает предел текучести (т штампуемого материала. Таким образом, по мере роста а происходит постепенное увеличение со-

противления материала перемещению слоев заготовки по контактным пояскам, с образованием поясков смятия.

После образования поясков смятия перемещение материала заготовки по контактным пояскам пуансона и матрицы прекращается.

Образование зон I очага деформации и очертание его границ завершаются к моменту начала внедрения режущих кромок рабочих частей штампа в тело деформируемой заготовки (рис. 3, в), т. е. в момент завершения образования утяжки и стадии упругой деформации заготовки.

С момента внедрения режущих кромок пуансона и матрицы в тело заготовки (начало пластического сдвига) деформация локализуется в объеме металла, находящегося между режущими кромками пуансона и матрицы. При этом образуются зоны II и III очага деформации. Интенсивность напряжений и деформации в зоне III меньше, чем в зоне II, поэтому и металл там упрочняется в меньшей мере.



Стодия 1

Пдоне он Зоеотобно

Зоны контакта

напро6/?ент течения материала

СтаОиа II

Нопоо&леноя течения


Деталь

Рис. 3. Последовательные стадии изнашивания рабочих частей штампа с указанием пепр п Т. к. п обрабатываемого материала относительно поверхности рабочих частей штампа при вырубке-пробивке тонколистового материала (S < i;o мм): геи штампа

1 - торцовый износ; И ~ краевой износ; И1 - боковой износ

Вследствие локализации деформации между режущими кромками пуансона и матрицы на стадии пластического сдвига образующиеся поверхности блестящих поясков отделяемой части заготовки н отхода не взаимодействуют с боковыми рабочими поверхностями пуансона и матрицы (рис. 3, г) из-за недостаточной величины радиальных сил от изгиба заготовки.

При дальнейшем внедрении пуансона в тело заготовки (на стадии пластического Сдвига) происходит распространение зон И вглубь заготовки, сопровождаемое уменьшением объема металла, охватываемого зоной П1 очага деформации.

Максимальная ширина зон от линии разделения, охватываемых очагом деформации в направлении, перпендикулярном перемещению пуансона, зависит от технологического зазора и составляет 55-65 % от s для г = = 5-15 %.

Стадия пластического сдвига заканчивается тогда, когда пластичность металла в зонах И очага деформации прн заданных условиях деформирования полностью исчерпывается. После чего появляются скалывающие тре-

щины у режущих кромок пуансона и матрицы (рис. 3, д).

С увеличением технологического зазора (г = 5-1-15%) растут все параметры отдельных зон очага деформации (см. рис. 2): ширина поясков смятия (*п. *м) увеличивается на 50%; ширина участков зоны 1 с высоким значением СНЕ (&п1. *Ml) - на 100 %; глубина распространения второй зоны (hnlb hn) ~ 58%; максимальная ширина очага деформации (Ьд ах, *мтах) - на 21 % ; ширина распространения зоны (бпИ. *Mll) -на 85 %.

Геометрические параметры очага деформации в момент, предшествующий началу стадии разрушения ifijs) X X 100 = 58-ь60 % при оптимальном технологическом зазоре (z=7,5%), характеризуются следующими данными в долях от толщины металла: bnl, Ьм1= 0.18s; Ьп, Ьм = 0,5s; &nmax, *м max = 0,58s; bn II, &м П = 0,39s; hn II. Лм II = 0,20s.

Влияние технологического зазора на формирование поверхности разделения. Направление касательной в точке перегиба предельной линии скольжения изменяется в зависимости от величины технологического зазора. Наиболее

2. Изменение геометрических параметров поверхности разделения вырубаемых деталей из стали 2411 толщиной 0,5 мм в зависимости от технологического зазора

Одно-сторон-

пий таяор г, %

Высота, мм

утяжки

блестящего пояска

скола с

7,5 10 15

0,050 0,065 0,070 0,085

На деталях

0,295 0,263 0,218 0,165

0,162 0,175 0,222 0,270

7,5 10 15

0,048 0,063 0,070 0,085

На отходе

0,295 0,260 0,220 0,070

0,165 0,180 0,218 0,260

Примечание В таблице приведены средние значения измеряемых параметров из десяти измерений.

благоприятным является направление касательной, совпадающее с направлением смещения разделяемых частей заготовки, т. е. с направлением разделения (рис. 4). В этом случае получаются минимальные силовые и энергетические затраты в процессе разделения (пластического сдвига) при хорошем качестве поверхности разделения. Зазор, обеспечивающий эти условия при вырубке-пробивке, является оптимальным по стойкости штампового инструмента.

Прн малых зазорах указанная касательная не совпадает с направлением разделения и поднутрена под торец пуансона (рис. 4, б), что приводит к увеличению усилия и работы разделения. Трещины Скалывания в этом случае, распространяясь от режущих


Рис. 4. Направление касательной в точке перегиба предельной линии скольжения:

а - при оптимальном зазоре г; 6 - при уменьшенном зазоре г

кромок пуансона и матрицы, не встречаются, и образовавшаяся перемычка при дальнейшем нагружении инструмента разделяется дополнительным пластическим сдвигом, причем на поверхности разделения образуются два или несколько блестящих поясков, разделенных между собой зонами скола.

При разделении (сдвиге) с малым зазором твердых малопластичных металлов образование вторичных пластических сдвигов не наблюдается, срединные слои при этом хрупко разрушаются с образованием вырывов и неровностей на поверхности скола.

В случае увеличенного зазора трещины Скалывания сливаются в срединных слоях листа, но вследствие увеличенных растягивающих напряжений выходят на свободные поверхности на значительном расстоянии от режущих кромок с образованием толстых рваных заусенцев.

Параметры, характеризующие геометрические несовершенства поверхности разделения (hyls, hnis, hjs, xlhc) (см. рис. 8), в основном зависят от технологического зазора (табл. 2), а следовательно, и от интенсивности деформации в очаге деформации.

Из табл. 2 видно, что параметры геометрических несовершенств поверхности разделения прн увеличении г от 5 до 15 % изменяются следующим образом: hy и he возрастают соответственно иа 70 и 69 % , а уменьшается на 78 %. Геометрические параметры поверхности разделения при одном и том же зазоре г на контурах разделяемых частей заготовки примерно одинаковы (см. табл. 2). Это является под-



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка