Рис, 2в. Форма центральной лииии ОЛ/С, заготовки в мгновение, когда точка /С,

МГ, со стороны точки М, кривизна уменьшается упругопластически и пластически, а иа другой части - упруго. Так продолжается до мгновения, когда точка И займет положение точки Ям. Затем продолжается только спрямление на участке МГ до тех пор, пока точка Ям ии достигает точки Г. После этого мгновения формоизмеие-

ние заканчивается, т. е. дальнейшее продвижение пуансона в матрицу не вызывает формоизменения заготовки.

Толщина s заготовки может изменяться в пределах допуска Л = sax - - s,nin- При изготовлении штампа размер Z может быть подогнан без зазора по толщине Smax- Для компенсации отклонений толщины может быть предусмотрено: 1) зазор Лг=Л, г = = Smin + z; 2) упругий элемент в конструкции матрицы или пуансона, дающий возможность увеличивать зазор Z от его минимального значения 2 = пип под воздействием силы Р , не вызывая существенного увеличения этой силы. Наличие зазора существенно меняет заключительный этап формоизменения. В частности, зазор может быть такой величины, что формоизменение закончится прежде, чем точка К выйдет на линию ЯцЯм несмотря на дальнейшее продвижение пуансона в матрицу. Компе1сация отклонений толщины заготовки за счет зазора приводит к снижению точности детали из-за большого разброса отклонения угла а от номинального значения, равного л/2.

Схема 6 (рис. 27). Деталь представляет собой полукольцо, ttj; = я/2. Рабочие поверхности пуансона н матрицы в сечеиий представлены дугами радиусов Лп и Лп + s. На заключительной стадии, когда кривизна меняется в основном за счет сдвиговой деформации, торцовые плоскости заготовки, в которых находятся точки К, искажаются и поворачиваются. Чтобы у детали эти торцовые поверхности находились примерно по нормали к центральной линии, в заготовке они должны быть выполнены под углом

Ф arctg (0,7 /лп). (80)

Заготовку укладывают в штамп на зеркало матрицы, если выполняется неравенство

Лм/5< (я/2 - 1) X X (/? / ) - 1/2. (81)

Например, при Rjs = 10 / / < < 5,2; прн Ra/s== 5 rJs<2A> Отношение Tm/s может быть больше единицы, если Rjs > 3/(я - 2). Прн / / < 1 схему 6 не применяют.

Рис. 28. Схема смятия угла заготовки

В случае, когда а < я/2, должно выполняться неравенство

RmIs<(R Is) {a /sina~\). (82)

При несоблюдении этих неравенств заготовка контактирует с полостью матрицы на каком-либо ее участке радиуса. Лм или Ги+ s (рис. 28) своими торцовыми углами с самого начала формоизменения. Углы сминаются под действием контактных сил.

При гибке по схемам 1, 3 и 6 прижимное устройство матрицы необходимо для того, чтобы предотвратить скольжение заготовки по поверхности ее контакта с пуансоном в начальный период формоизменения, когда угол а еще невелик. Если прижимного устройства нет или же усилие Рр недостаточно, скольжение возникает из-за

появления поперечной по отношению к силе Р силы вследствие нестабильности сил трения на контактных поверхностях заготовки с матрицей и нарушения симметрии действия на заготовку как сил рРщ, так и сил Ям-Схема 7 (рис. 29). Матрица движется вверх относительно пуансона. Матрица имеет прижимное устройство и пару гибочных колодок с рабочими поверхностями ОК (в исходном положении О (О)К (0)). В начале рабочего хода прижимное устройство, приблизившись к пуансону, прижимает заготовку к поверхности ОпО пуансона с усилием Рпр и останавливается, а нажимные гибочные колодки продолжают движение, приводящее к наматыванию заготовки на пуансон. Для того чтобы колодка не скользила по заготовке, геометрический отрезок ОКг [в исходном положении О (0)К.(0)], кинематически жестко связанный с материальным отрезком ОК, должен обкатываться без скольжения по дуге окружности радиуса /? , Тогда геометрические точки отрезка ОКг движутся вместе с материальными точками волокна ПК по эвольвентам относительно окружности радиуса Если же точки отрезка ОК движутся не по эвольвентам, они смещаются относительно материальных точек в направлении лииии ОК. На площадке тт силового контакта возникает скольжение и сила трения. Движение обкатки

V7777P

Рнс. 29. Схема 7 гибки

Рис. 30. Появление участка ПМ переменной кривизны при недостаточной силе Р.,

геометрической линии ОКг по дуге радиуса может быть обеспечено, например, прн нспользованин в конструкции матрицы неподвижного относительно пуансона зубчатого сектора, имеющего делительную окружность радиуса Rn, и рейки с делительной линией ОКг, закрепленной на поворотном устройстве.

Если действует достаточная снлаРм, участок ПК прямолинейный. Силовой

контакт имеет место только на части тт. поверхности ОК. На другом участке mK может даже образоваться клиновидный, сходящийся к точке m-i зазор между поверхностями заготовки и матрицы. Если же сила Рм недостаточна, образуется участок ПМ переменной кривизны изгиба (рис. 30). Аналогичный участок переменной кривизны может образоваться н в зоне действия прижимного устройства, если недостаточна сила Рр-

Схема 8 (рис. 31). Заготовка толщиной S заталкивается пуансоном через канал такой же номинальной ширины в полость матрицы с поверхностью радиуса / . Мгновенные положения /-5 заготовки, находящейся в полости, дают приблизительную картину ее формоизменения. В первом положении находящийся в матрице участок имеет переменную кривизну.

Отрезок КГ центральной линии изогнут упруго, отрезок ГО - упругопла-стически и пластически. Кривизна линии увеличивается от точки Г к точке О. Наибольшее значение кри-

Рис. 31. Схема 8 гибки:

1 - 5 - мгновенные положения заготовки

визна имеет в сечении а-а. Изгибающий момент, возникающий от контактных сил Р и рР , воспринимается верхней частью канала матрицы, расположенной ниже сечення а-а (см. рис. 31). Здесь на обе стенки канала действуют значительные нормальные давления и силы трения. На рис. 31 показаны их равнодействующие реакции стенки матрицы на заготовку; Рш, ЦРш и Р-гм, ЦРгм- Торцовый угол заготовки сминается подобно тому, как это изображено на рис. 28.

При дальнейшем продвижении заготовки в полость матрицы (положение 2) кривизна на участке КО везде увеличивается, отрезок КГ упругого изгиба сокращается. Затем, по мере продвижения заготовки в матрицу н увеличения кривизны участка КО, сечение, в котором кривизна имеет наибольшее значение, уходит вверх от сечения а-а. В положении 3 показано, что точка О, ограничивающая снизу пластическую область изгиба, находится уже ближе к диаметральной линии полости, чем к сечению а-а. Теперь все контактные силы действуют в полости матрицы на контактных площадках гпуШ, тт и тт; контактные силы на площадке тт могут быть относительно малы и даже равны нулю. Кривизна центральной линии КО переменная. Только на отрезке ММц она приняла постоянную кривизну 1 ?м- В положении 4 точка О, ограничивающая пластическую область снизу, располагается вблизи от диаметрального сечення Ь-Ь. Протяженность пластической области над точкой О относительно невелика, составляет (1-1,5) s. Центральная линия приняла постоянную кривизну на отрезках ММ н ММ, там, где имеется контакт заготовки с матрицей. На этом этапе формоизменения отрезок MM, на котором заготовка не контактирует с матрицей, сокращается, а когда торец заготовки дойдет До упора (положение 5), это сокращение ускоряется. Отрезок исчезает, если усилие Рп может быть доведено до требуемого для этого значения. Но усилие Рд не должно превышать того значения, прн котором в сечении а-а будет превзойден предел текучести материала на сжатие. Концевой уча-

Рис. 32. Предварительная операция подгибки конца заготовки, изгибаемой по

схеме 8

сток КМ не может быть доведен до кривизны \lRyi за счет повышения усилия Рп. Чтобы и здесь получить требуемую кривизну, обычно вводят предварительную операцию подгибки конца на другом штампе, например, по схеме, представленной на рис. 32.

Расстояние межДу линиями действия сил PiM и Рам зависит от зазора между поверхностями канала и заготовки н тем больше, чем больше зазор. Прн нулевом зазоре это расстояние составляет (1,52,5)5.

Толщина S детали получается неравномерной. На концевом участке вблизи точки К она равна исходной, если отсутствует предварительная операция подгибки, и может быть меньше исходной, если она есть. По мере удаления рассматриваемого поперечного сечення от торцового сечения толщина увеличивается, н наибольшее значение она имеет в сечении Ь-Ь. Соответственно увеличению толщины сокращается длина срединной линии. Это сокращение можно приближенно учесть, принимая среднее по ходу гибки значение параметра а. Согласно данным Г. А. Смирнова-Аляева н Д. А. Вайнтрауба, значение а зависит в основном от кривизны нзгнба;

Po/s (0) . . . . 0,5 0,6 0,8 1,0

als (0) . . . . 0,7 0,67 0,63 0,59

p /s(0) ... 1,2 1,5 1,8 2

a/s (0) . . . . 0.56 0.52 0,5 0,5

Схема 9 (рнс. 33). Заготовка толщиной S проталкивается пуансоном через канал с таким же номинальным

Рнс. 33. Схема 9 гнбкн

размером поперечного сечения. Канал имеет два участка: первый - прямой, второй - изогнутый. На первом участке задаются положение и направление движения заготовки. При прохождении второго участка меняется форма заготовки. Основной вклад в формоизменение вносит деформация сдвига. Деформация в материальном сечении начинается при подходе этого сечения к границе второго участка канала (точка Oi) и заканчивается в точке Ог; OiOj = (1-1,5) S. На поверхностях контакта действуют нормальные давления и силы трения; их равнодействующие - Р,м; [iPim; Рам; Pm, Рш

Рис. 84. Последовательность движений в штампе, работающем по схеме 9: о - этап формоизменения по схеме 9; б - этап формонзменення по схеме 8; / - матрица; 2 - вставка; 3 - заготовка

Рнс. 35. Расчетная схема действн 1 сил

VPuu- На стабильность формоизменения значительно влияет точность заготовки.

Схема работы штампа для изготовления детали типа петля показана на рис. 34. Вначале (рис. 34, а) формоизменение идет в основном за счет сдвиговой деформации при проталкивании заготовки через канал (см. рис. 33). Затем, при а > л/2, схема нагружения меняется. Нагрузку, необходимую для формоизменения, целиком принимает на себя поверхность радиуса т, в то время как рабочая поверхность канала разгружается. Вставка выводится, и формоизменение завершается без нее (рис. 34, б). Ее поверхность, расположенная около точки т, может не иметь силового контакта с заготовкой прн ее формоизменении до того мгновения, когда торец заготовки дойдет до упора. После этого мгновения, если сила Рп будет нарастать и дальше, поверхность около точки т служит дополнительной опорой, препятствующей дальнейшему изменению формы заготовки.

Расчет сил взаимодействия заготовки со штампом. Схемы гибки 1 и 2. Принимают упрощенную расчетную схему (рис. 35), при которой ап == = ам = а, длина плеча / отвечает

равенству (76). Если s > 5, внешний изгибающий момент

М = Рм/ +

(83)

можно приравнять моменту внутренних сил, найденному без учета влияния на него сил Рм и (аРм, т. е.

М = Мг. (84)

Тогда

Рм = Mz/(/ + (AS/2);Pn = 2/И, (cos а +

-f (Asma)/(Z-f (AS/2). (85)

где \x, - коэффициент трения.

При гибке возникают относительно высокие контактные напряжения и силы трения. В условиях упругого контакта заготовки с опорными поверхностями матрицы р, 0,1 при работе со смазочным материалом и р. ж 0,15 - без смазочного материала. В условиях пластического контакта (1= 0,15-0,20 при работе со смазочным материалом и ц = 0,20-гО,25 - без смазочного материала. Момент Mz определяют по табл. 1 и по формулам (14)-(16) при подстановке рц = /?п-При вычислении сил следует учитывать, что кривизна \lRxi и расчетный момент внутренних сил достигаются при а а; IO-t-15.

Сила Р имеет максимум при а = = т (78), а сила Рц при а = ап, .

Если принять р, = О, то

тп = arcsin [(л -

-/Л -(/? + /?м*))/(/?п + /?м)].(86) причем

Рп = (2Mz COS а)/[Л-(/?п+/?м) sin а].

(87)

В частности, при А = Rn-\- Rm> mm = О, amn = i/2 имеем Рц = = 2Mz (1 + sin а)/(/?п + /?м). и когда в процессе формоизменения угол а достигает значения я/2, сила Рп = = 4Mz/{Rn + Rm)- Однако приведенные формулы справедливы только при Us 5. Например, при Гп+ Ы = 6s А = R + Rm= Гц + rM + s7s, и согласно (77) I > 5s при а < 19 . Когда угол а увеличивается от 19 до 45°, значение Ifs сокращается от 5 до 3.

Если l/s < 5, формулы (84), (85) можно использовать только как ориентировочные до lis = 3, учитывая, что расчетные значения Р и Рц будут завышены. При дальнейшем сокращении отношения l/s сила Рм вызывает пластический сдвиг и приближается к предельному значению Рсд (59). Формулы (85) принимают вид

Рм = Рея,

Рп = 2Рсд (COS а -Ь ц sin а). (88)

Силу Рпр прижимного устройства (схемы 2, 4, 5, 7), необходимую для предотвращения прогиба /, вычисляют по формуле

Рпр>2Рсд. (89)

При Гибке по схемам 3 и 4 формулы (85), (88) могут быть использованы для первого и второго этапов формоизменения. На третьем этапе на одной части отрезка ПМ продолжается изгиб, на другой - разгиб; на отрезке МК (см. рис. 23) наблюдается перегиб. Сила Рм, необходимая для изгиба сдвигом при относительно малом плече, может быть принята равной Ред. Дополнительное силовое воздействие ДРм, необходимое для упомянутых разгиба и перегиба, можно приблизительно оценить как

ДРм = (0,2 0,3) Ред. (90)

Причем необходима еще сила для выравнивания кривизны на участке ОП н доведения ее до 1 ?п. если в начале процесса образовалась неравномерная кривизна (см. рис. 17, 18). Ориентировочно эта сила равна 2Рсд-Таким образом, при гибке по схеме 3

Рп 2,6Рсд(со8ап-Ых5шап), (91)

а при необходимости выравнивать кривизну на участке ОП

Рп 2,6Рсд (cosan + -Ьц51пап)--2Рсд- (92)

Прн гибке по схеме 4 суммарную силу на пуансоне в конце формоизме-н>:иия определяют по формуле (91) с учетом силы Рпр (89).