Реферат: Холодная штамповка 2
Рисунок 2.3. Схема гибки (а) и изделия, получаемые при ее использовании (б): 1 – нейтральный слой; 2 – пуансон; 3 – матрица.
В зоне пластических деформаций наружные слои растягиваются, а внутренние сжимаются. У середины заготовки находятся слои, деформация которых равна нулю. Деформация растяжения наружного слоя и сжатия внутреннего увеличивается с уменьшением радиуса рабочего торца пуансона. Деформация растяжения наружного слоя не беспредельна, и при определенной ее величине может начаться разрушение заготовки с образованием трещин, идущих от наружной поверхности в толщу заготовки. Это обстоятельство ограничивает минимальные радиусы, исключающие разрушение заготовки. В зависимости от материала заготовки.
При снятии внешних сил, вызывающих изгиб заготовки, растянутые слои стремятся сжаться, а сжатые слои – удлиниться. Благодаря этому при разгрузке изменяются углы между полками (пружинение при гибки). Угол между полками при разгрузке изменяется в зависимости от механических свойств (отношение придела упругости к модулю текучести) и увеличивается с увеличением этих параметров.
Углы пружинения уменьшаются при гибке с подчеканкой (когда полки заготовки с определенным усилием сжимаются между соответствующими плоскостями пуансона и матрицы), а также при приложении сжимающих или растягивающих сил, действующих вдоль оси заготовки. В последнем случае можно устранить зону растяжения или сжатия в очаге пластических деформаций. При разгрузке все слои заготовки будут или растягиваться, или сжиматься, что уменьшит угловые деформации.
При гибке в штампах можно одновременно изменять кривизну на нескольких участках по длине заготовки, оставляя другие участки прямолинейными, в некоторых случаях пластические деформации при гибке могут охватывать всю заготовку. На рисунке 2.3. б, показаны примеры деталей, полученных гибкой. Детали, изогнуты в нескольких плоскостях, обычно изготовляют последовательным деформированием заготовки в нескольких штампах. В этих случаях гибке может подвергаться пространственная заготовка, полученная на предыдущих переходах [1].
Вытяжка без утонения стенки превращает плоскую заготовку в полое пространственное изделие при уменьшении периметра вытягиваемой заготовки. Схема первого перехода вытяжки приведена на рисунке 2.4. а. Исходную вырубленную заготовку укладывают на плоскость матрицы. Пуансон надавливает на центральную часть и смещает ее в отверстие матрицы. Центральная часть заготовки тянет за собой периферийную часть (фланец) ее заготовки, и последняя, смещаясь в матрицу, образуют стенки вытянутого изделия.
Во фланце в радиальном направлении действуют растягивающие напряжения ơо, действующие в тангенциальном направлении и уменьшающие диаметральные размеры заготовки. При определенных размерах фланец заготовки может потерять устойчивость под действием сжимающих напряжений ơо, что приведет к образованию складок 6 (рисунок 2.4. а).
Рисунок 2.4. Схемы первого перехода вытяжки (а), последующей вытяжки (б), вытяжки с утонением стенки (в): 1 – заготовка; 2 – изделие; 3 – прижим; 4 – пуансон; 5 – матрицы; 6 – изделие со складками.
Для предотвращения появления складок применяют прижим 3, с определенной силой прижимающий фланец заготовки к плоскости матрицы. При вытяжке без утонения стенки зазор выбирают из условия, при котором утолщенный край заготовки не должен утоняться сжатием между поверхностями пуансона и матрицы. Если при допустимом для первого перехода коэффициенте вытяжки невозможно получить деталь с заданным отношением высоты к диаметру, ее вытягивают за несколько переходов. В последующих переходах заготовкой служит полый полуфабрикат, полученный на предыдущем переходе вытяжки. Схема вытяжки на последующем переходе уменьшается диаметр полой заготовки и увеличивается ее высота.
Вытяжка с утонением стенки увеличивает длину полой заготовки в основном за счет уменьшения толщины стенок исходной заготовки (рисунок 2.4. в). При вытяжки с утонением зазор между пуансоном и матрицей должен быть меньше толщины стенки, которая, сжимаясь между поверхностями пуансона и матрицы, утоняется и одновременно удлиняется. Вытяжку с утонением стенки применяют для получения деталей, у которых толщина донышка больше толщины стенок, деталей со стенкой, толщина которой уменьшается к краю, а также тонкостенных деталей, получение которых вытяжкой без утонения стенки затруднительно в связи с опасностью складкообразования.
Отбортовка – получение бортов (горловин) путем вдавливания центральной части заготовки с предварительно пробитым отверстием в матрицу (рисунок 2.5. а). При отбортовке кольцевые элементы в очаге деформации растягиваются, причем больше всего увеличивается диаметр кольцевого элемента, граничащего с отверстием. Допустимое без разрушения (без образования продольных трещин) увеличения диаметра отверстия при отбортовке составляет dб/dо = 1,2-1,8 в зависимости от механических свойств материала заготовки, а также от ее относительной толщины S/ dо. Разрушению заготовки способствует наклепанный слой у кромки отверстия, образующийся при пробивке. Большее увеличение диаметра можно получить, если заготовку отжечь перед отбортовкой или изготовить отверстие обработкой резанием, создающим небольшое упрочнение к края отверстия.
Обжим – операция, при которой уменьшается диаметр краевой части полой заготовки в результате заталкивания ее в сужающуюся полость матрицы (рисунок 2.5. б). Обжимаемая заготовка получает форму рабочей полости матрицы [1].
Формовка – операция, при которой изменяется форма заготовки в результате растяжения отдельных ее участков. Толщина заготовки при этих участках уменьшается. Формовкой получают местные выступы на заготовке, ребра жесткости и так далее. Часто вместо металлического пуансона или матрицы применяют резиновую подушку (рисунок 2.5. в). С помощью резинового вкладыша (или жидкости) можно увеличить размеры средней части полой заготовки (рисунок 2.5. г). При этом резина или жидкость легко удаляется из штампованной детали, а матрица должна быть разъемной.
Оборудование листовой штамповки. При листовой штамповке наиболее применимы кривошипные процессы для объемной штамповки (рисунок 2.6.).
Рисунок 2.6. Кинематическая схема кривошипного горячештамповочного процесса
Пресс двойного действия для штамповки средне- и крупногабаритных деталей имеет два ползуна, внутренний и наружный. Внутренний ползун, как у обычного кривошипного процесса, получает возвратно-поступательное движение от коленчатого вала через шатун. Наружный ползун получает движение от кулачков, закрепленных на коленчатом валу, или системы рычагов, связанных с коленчатым валом. Кинематическая схема процесса такова, что наружный ползун обгоняет внутренний, прижимает фланец заготовки к матрице и остается неподвижным в процессе деформирования заготовки пуансоном, перемещающимся с внутренним ползуном. После окончания штамповки оба ползуна поднимаются.
Заключение
Описание технологических процессов основано на их физической сущности и предваряется сведениями о строении и свойствах конструкционных материалов. Все это составляет базу, на которой создаются автоматизированные системы управления, становятся возможными оптимизация технологических процессов и режимов обработки, создание гибких автоматизированных комплексов.
Коренное преобразование производства возможно в результате создания более совершенных средств труда, разработки принципиально новых технологий. Совершенствование любого производства в настоящее время связано с его автоматизацией, созданием робототехнических комплексов, широким использованием вычислительной техники, применением станков и числовым программным управлением.
Для повышения производительности труда прессы для листовой штамповки оснащают устройствами, механизирующими подачу заготовки к рабочему инструменту и удаление отштампованных деталей от пресса. Подобные устройства резко увеличивают производительность труда, делают труд рабочего более безопасным, исключая манипулирование заготовкой в опасной зоне штампа. В штамповочных цехах начинают применять работы, которые по программе осуществляют движения, аналогичные движениям руки человека при манипулировании заготовкой в процессе штамповки.
Библиографический список
1. Технология конструкционных материалов: Учебник для машиностроительных вузов / А.М. Дальский; И.А. Арутюнова; Т.М. Барсукова и др.; Под общей редакцией А.М. Дальского. – 2-е изд.; перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 448с.
2. Технология металлов и других конструкционных материалов. Под редакцией доктора технических наук проф. Н.П. Дубинина. Изд. 2-е, перераб. И доп. Учебник для машиностроительных специальностей вузов. М.: Высшая школа, 1969. – 516с.