г ,

Рнс. 12. Графики для определения = ~-(iiiin) Р тяжке иа тороидальной матрице

многооперацмонную вытяжку осуществляют с предварительной термической обработкой материала или без нее.

В случае многооперацнонной вытяжки деталей из сильноупрочняю-щихся материалов в технологическом процессе следует предусмотреть межоперационную термическую обработку. В результате отжига в окислительной среде на поверхности детали образуется окалина, которую удаляют травлением или механической очисткой. Состав ванн для травления подбирают в зависимости от рода материала. После травления для удаления следов кислоты с деталей их промывают в холодной и горячей воде, а затем нейтрализуют в слабом щелочном растворе при температуре 60-80 °С.

Предпочтительным является без-окнслительный (светлый) отжиг в печах с нейтральной или восстановитель-

Рис. 13. Графики для определения = = / (rjjjm) прн вытяжке на конусно-тороидальной матрице

1,5 1,1,

1,7 1,8 К

Рис. 14. Изменение параметра - / (jj) при вытяжке на радиальных матрицах \s (0)/D.] I0 = 1 а зависимости от г

ной средой, в результате которого не происходит образования окалины и не требуется выполнения операций травления.

Если в технологическом процессе предусмотрен межоперационный отжиг, то значения коэффициентов вытяжки на всех операциях можно принять одинаковыми. Если же термическую обработку не проводят, то на первых операциях должны быть приняты большие (на 3-5 %) значения К-При этом более эффективно используются пластические свойства материала и требуется меньшее число операций для получения детали.

Значение предельного коэффициента вытяжкн в значительной мере зависит от анизотропии листового материала. В основном это влияние определяется минимальным значением коэффициента анизотропии в плоскости листа.

0,95

0,90

0,85

Рнс. 15. Зависимость коэффициента от угла конусности матрицы а,.

На рнс. 12 показаны теоретические значения Кп при вытяжке заготовок с относительной толщиной [s (0)IDs \ X X 100 = 2 на тороидальных матрицах в зависимости от Гтщ- С ростом значения Лщт коэффициент вытяжки увеличивается независимо от величины Гм- На второй и последующих операциях значения предельного коэффициента вытяжкн Ка меньше, чем на первой операции. Это связано с наличием дополнительных изгибающих напряжений на участке свободного изгиба и спрямления стенок полуфабриката. На рнс. 12 штриховой линией показано изменение предельного коэффициента вытяжкн прн г = 5 на первой операции, который примерно на 25 % больше значений Кп на второй операции при том же г .

Вытяжку в конусно-тороидальных матрицах можно вести с большими значениями Кп- На рнс. 13 показана зависимость /(n=/( rain) при вытяжке на конусно-тороидальных матрицах с различными углами конусности. Штриховая линия характеризует Кп при вытяжке на матрицах с тороидальной кромкой. На рнс. 14 приведены значения предельного коэффициента вытяжки Кп, которые могут быть определены с учетом параметра Q, найденного по формулам (9) н (10), а также с помощью графиков (см. рис. 7). В случае вытяжкн на конусно-тороидальных матрицах предельное значение

Кп.к = А:п. тСа, (19)

где Со. определяют с помощью графика (рнс. 15).

3. РАСЧЕТ ЧИСЛА ОПЕРАЦИЙ, ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЗАГОТОВКИ И ИНСТРУМЕНТА

По найденным значениям предельных коэффициентов вытяжкн определяют необходимое для получения готовой детали число операций:

= 1 + [1п (DjKi) - In d ];A:cp, (20)

где Ki и /Сер - коэффициенты вытяжки соответственно на первой операции и средний.

Число операций прн последовательной вытяжке в ленте определяют ис-

5. Число операций вытяжки, выполняемых без отжига

ходя из расчетного диаметра заготовки D и принятых значений коэффициентов вытяжки в соответствии с методикой расчета для обычной вытяжки.

В табл. 5 приведены ориентировочные данные о числе операций вытяжкн для различных материалов без нх предварительной термической обработки.

По установленному значению К можно рассчитать пооперационные размеры заготовок н их высоту.

Примеры разбиения детали на элементарные участки при расчете площади поверхности детали показаны на рис. 16 н 17. Методика расчета площади поверхности детали дана в гл. 4.

При последовательной вытяжке в ленте без иадрезки диаметр плоской заготовки рассчитывают как для обычной вытяжкн, но диаметр заготовки в этом случае принимают на 10 % больше расчетного, что позволяет пронз-

Рис. 16. Схема к определению площади поверхности деталей простой формы Q - координата центра тяжести отрезка срединной лнннн)

Рис. 17. Схема к определению площади поверхности детали сложной формы (/ - длина отрезка срединной линии; - угол дуги)

вести на первой операции вытяжки набор избыточного количества материала, необходимого для повышения надежности процесса.

Исходным параметром для определения ширины ленты является расчетный диаметр заготовки. Ширину ленты принимают равной В~ l,2Z)3, где Dg - диаметр заготовки с учетом диаметрального припуска на обрезку, значения которого приведены в табл. 6.

Шаг подачи ленты из конструктивных соображений выбирают равным / = O.SDg. Размеры перемычек (рис. 18) между деталями и боковых перемычек kfs приведены в табл. 7.

Три вытяжке круглых заготовок, полученных нз листовых материалов

Рис. 18. Схема к определению размеров перемычек и ширины леиты

с плоскостной анизотропией механических свойств, по краю полуфабриката образуются фестоны, высота которых может достигать 10-15 % общей высоты полуфабриката. Перед дальнейшей обработкой полуфабриката фестоны необходимо удалить, что приводит к излишнему расходу материала и увеличению трудозатрат.

Экономию материала достигают при использовании не круглой, а профильной заготовки (рнс. 19). В этом случае ослабляется влияние анизотропия, а расход материала на обрезку существенно снижается. Контур профильной заготовки (см. рис. 20) изменяется по косинусондальному закону:

Он = 2/? = (Оз + Z)k)/2 + -f (D3-DJ со5 4ф/2.

(21)

6. Припуск диаметра заготовки иа обрезку (размеры, мм)

7. Ширина перемычек при последовательной вытяжке в ленте (размеры, мм)

где Dk = 2Дк - минимальный диаметр профильной заготовки в направлении образования фестонов; ф - угол, определяющий точки коитура. Значение находят по графику иа рис. 20. При определенин контура профильной заготовки (достаточно построить /g его часть) следует последовательно определить текущее значение Qk = 2/?к, задаваясь ф = 0; 5; 10; 15; 20 и 22,5°. Полученный таким образом ряд точек представляет собой контур /g части профильной заготовки, максимальный диаметр которой должен быть расположен в направлении, совпадающем с направлением Гтщ.

Величину Dk = 2/? можно установить экспериментально, для чего на детали, полученной из круглой заготовки, следует замерить высоту фестонов. Тогда

- 2/?, = 2 /D/2-2/? Aft, (22)

где Дй - высота фестонов; Дй = ftj + -f ftj (см- Р С- 7, гл. 4).

Из построения профильной заготовки видно, что наибольший коэффициент использования материала будет при / шах ~ о и Гщах = эо- Это означает, что минимальный размер профильной заготовки располагается вдоль или поперек проката. Таким образом, за счет изменения формы заготовки выявляется возможность уменьшить ширину полосы и шаг подачи, т. е. повысить коэффициент использования материала. На рис. 21, а показаны зависимости Дт) = / (А.) при различных коэффициентах вытяжки для одно-, двух- и трехрядного раскроя. Здесь - приращение коэффициента использования материала по сравнению с круглой заготовкой, а

г - ( щах - min)/cp. (23)

°JDk

mtulmln

Рнс. 20. График зависимости OJD Рнс. 19. Профильная заготовка для много- f

операционной вытяжки УтлГтоШ .

¥ \о

о 0,2 о, If 0,6 Лр а)

0,2 0,6 Аг

О 0,2 0,4 0,6 Лр

Рнс. 21. Графики для определения Д раскроя:

- 1-рядный

3-рядный раскрой

раскрой;

- щах - 2-рядиый раскрой; в - г* -

где кг - степень плоскостной анизотропии.

Графики на рис. 21, б и в показывают зависимость Дт) =: f (кг) для двух- и трехрядного шахматных раскроев профильной заготовки, минимальный размер которой расположен под углом 45° к направлению проката. При однорядном расположении заготовки выигрыша в экономии материала не будет.

При многооперационной вытяжке цилиндрических деталей с фланцем припуски на подрезку фланца устанавливают в зависимости от толщины материала и диаметра фланца. Припуск на подрезку фланца определяют по формуле

с = abs (0),

(24)

где а и 6 - коэффициенты, зависящие от толщины s (0) материала и диаметра Вф фланца.

Приведенные выше формулы для определения размеров плоской заготовки не учитывают характера течения материала и, в частности, его утонения, в результате чего происходит увеличение поверхности заготовки. Л. А. Шофманом предложена формула для оценки действительной площади вытянутого цилиндрического стакана:

бср = 1

0,95-f

/(20,8ц5(0)

(25)

С учетом первоначальной толщины заготовки Ff, = Fidp. Зависимость величины бср от коэффициента вытяжки и относительного радиуса матрицы приведена на графике (рис. 22).

Высота цилиндрических полуфабрикатов на последующих операциях:

для полуфабрикатов без фланца

(26)

s(0), мм 0,1-0,3 0,3-0,6 0,6-0,9 0 9-14 а 10 6 4 3

1,4-2,0 2,5

2,0-3,0 2

Dm, мм

ь . . .

до 30 1,0

30-50 1,3

50-100 1,8

100-250 2,5

8. Радиусы закругления вытяжных матриц Гм (размеры, мм)

Рис. 22. График зааисимости о,

= f (К) при д-0.05-f-0,2

где Гп - радиус оболочки в месте перехода от дна к стенке; / - высота цилиндрической части оболочки; для полуфабрикатов с фланцем

Н = Нп.хКп - 0,86г .,Л: + 0,86г .

(27)

Высота полуфабрикатов, получаемых на операциях вытяжки, может быть подсчитана с учетом анизотропии материала по формуле

s(0)D 5 + 4j(/?,-r,)]

+л[л + 8(0)/2]]

-5(0)1

Smax

Rc + s(Q) - -s(0)

4 s (0) \2Rc + s (0)] -f [Sn,ax -

(28)

где Яв - высота вытяжки по впадине, образованной двумя смежными фестонами; Гс-радиус сопряжения стенки и дна; /?с--расстояние между центрами радиусов г с.

Вытяжку оболочки без прижима осуществляют обычно в матрицах с конусно-тороидальной рабочей полостью.Устойчивость конической части протягиваемой оболочки, опирающейся иа коническую поверхность матрицы, больше, чем при работе на тороидальной матрице, когда такого контакта нет. Возможность образования складок в таких матрицах меньше, чем при вытяжке в тороидальных матрицах. Матрицы с тороидальным профилем применяют при К < 1,25, а с конусно-тороидальным при К > 1,25. Основным рабочим

Рис. 33. Форма матриц и пуансонов:

а - тороидальная матрица; б - конусно-тороидальная матрица