Учебное пособие: Теория и технология холодной листовой штамповки

Первая стадия характерна ростом усилия и тем, что пластическая деформация охватывает только часть заготовки, а именно свободную часть – участок ab. Центральная и периферийная часть деформируются упруго. Переход их в пластическое состояние сдерживает сила трения. По мере опускания пуансона происходит утонение и упрочнение свободной части. Она становится способной передавать усилие на соседние элементы и переводить их в пластическое состояние. Кроме того на этой стадии происходит рост усилия за счет изменения угла, обеспечивающего вертикальную проекцию усилия на свободном участке. Рост усилия происходит не только за счет упрочнения, но и за счет изменения угла.

Наконец наступает момент, когда вся заготовка охвачена зоной пластической деформации. На участке kb происходит рост усилия только за счет упрочнения фланца заготовки, не смотря на то, что размеры фланца уменьшаются. Однако наступает момент, когда фланец упрочняется, а его размеры малы и сопротивление его уменьшается. В этот момент наступает максимум усилия. Как правило для глубокой вытяжки происходит полностью обхват заготовкой пуансона в радиусной части и матрицы в радиусной части.

Последняя стадия характеризуется тем, что очаг пластической деформации имеет место не фланце и радиусе закругления. При этом сила падает, так как уменьшается сопротивление фланца. Сечение имеет меньше напряжение, и эта часть переходит в упругую область.

Для небольших коэффициентов вытяжки возможно наличие упругих зон пластических деформаций в зоне дна.

Рассмотрим случай глубокой вытяжки на второй стадии, именно на этой стадии наблюдаются большие усилия и деформации.

Участок ab – характерный участок, который присущ вытяжке.

Участок bc – участок радиусного закругления матрицы. На этом участке происходит утонение заготовки.

Участок cd – цилиндрический участок.

Участок de и ef – участки радиусных закруглений пуансона.

Определение напряжений и деформаций при вытяжке

Наиболее просто определяются деформации и напряжения на кромке фланца. На кромке фланца меридиональные напряжения приблизительно равны контактным .

То есть имеем схему линейного напряженного состояния

, , (изотропное тело).

Геометрически это можно представить следующим образом:

Зная длины до и после длину окружности заготовки и фланца детали можно найти тангенциальные деформации кромки.

,

при небольших деформациях данное равенство выполняется с погрешностью 2-3%.

Таким образом тангенциальная деформация кромки

.

Для изотропного тела , тогда

,

.

Толщина кромки

.

Чем меньше наружный , тем толще кромка.