где
- площадь поперечного сечения колпачка, [мм]; - площадь поперечного сечения конечной детали, [мм]; - среднее значение степени деформации. [7, табл. 71].Итак, вытяжку с утонением стенок можно провести за 2 перехода.
Исходя из допустимой степени деформации на первом переходе, определяем площадь поперечного сечения после первой вытяжки с утонением F1.
(2.7)где
- допустимая степень деформации на первом переходеОтсюда определим наружный диаметр полученного колпачка
(2.8)Примем наружный диаметр равным 41 мм.
Определим высоту колпачка после первой вытяжки с утонением стенок. В SolidWorks строим колпачок с расчетными размерами и произвольной высотой. Затем запрашиваем объём колпачка.
Он составляет 10140.31 мм3. Определяем поправку на высоту колпачка по формуле 2.5.
С учётом изменения высоты получаем полуфабрикат высотой 47.75 мм.
Для контроля правильности построения запрашиваем объём полученного колпачка и сравниваем с заготовки.
Исходя из равенства объёмов колпачка после первой вытяжки с утонением стенок и заготовки, можно сделать вывод о том, что построение выполнено верно.
Учитывая допустимую степень деформации на втором переходе, проверяем выполнимость второй вытяжки с утонением стенок.
(2.9)где
- допустимая степень деформации на втором переходе [7, табл. 71], [%] - площади поперечного сечения на первом и втором этапах вытяжки с утонением стенок, [мм2]Вытяжка возможна, так как степень деформации ниже допустимой, примем наружный диаметр колпачка на втором переходе по чертежу(40 мм).
Определим высоту колпачка после второй вытяжки с утонением стенок. В SolidWorks строим колпачок с расчетными размерами и произвольной высотой. Затем запрашиваем объём колпачка.
Он составляет 8232.50 мм3. Определяем поправку на высоту колпачка по формуле 2.5.
С учётом изменения высоты получаем полуфабрикат высотой 72,34 мм.
Для контроля правильности построения запрашиваем объём полученного колпачка и сравниваем с объёмом заготовки.
Исходя из равенства объёмов колпачка после второй вытяжки с утонением стенок и заготовки, можно сделать вывод о том, что построение выполнено верно.
Произведём технологические расчеты процесса обжима горловины колпачка. Возможность обжима цилиндрической заготовки за одну операцию определяется коэффициентом обжима [10, с. 196].
(2.10)где d – диаметр обжатого участка, мм;
D – диаметр полой трубчатой заготовки или полуфабриката, мм.
Расчет ведём по методике описанной в [11, стр. 214].
принимается в зависимости от относительной толщины материала и предела прочности материала (табл. 2.2). В нашем случае .По [11, стр. 205] принимается допустимым коэффициент обжима равный 1.39..1.31 и уменьшается его значение на 3..5%. Вследствие этого принимается предельный коэффициент обжима 1.35..1.27, что соответствует возможности выполнения обжима за одну операцию при использовании штампа с боковым подпором, т.к.
[11, стр. 213].Эскиз полуфабриката выполняем с помощью программы Solid Works. Для начала строим получаемую деталь, затем прибавляем припуск на обрезку. Высота припуска на обрезку вычисляется исходя из принципа равенства объёмов по формуле:
(2.11)где
- объёмы заготовки и детали соответственно (п. 2.1), мм3; - наружный и внутренний диаметры обрезаемого припуска, мм.Данный размер не контролируется, поэтому погрешность вычислений допускает исключение из расчёта радиусов скругления.
Правильность построения проверяем путём пересчёта объема получившейся детали.
Объём исходной заготовки и полученного полуфабриката совпадают, следовательно, построение геометрической формы после обжима горловины выполнено, верно.
2.6 Определение деформирующих усилий и других силовых параметров
Для разделения исходного материала (рис 2.16) используются ножницы с косыми ножами. Усилие резки для них рассчитывается следующим образом [7, стр. 10]:
(2.12)где P – усилие потребное для разрезки листа, [Н];
S – толщина материала, [мм];
- сопротивление срезу, см. табл. 2.2 [МПа]; - угол наклона ножа (п. 2.4).Усилие вырубки заготовки из полосы (рис. 2.17) рассчитывается следующим образом [7, стр. 16]:
(2.13)где L – периметр вырубаемой детали, [мм];
(2.14)S – толщина материала, мм;
- напряжение среза, МПа (табл. 2.2).Усилие вытяжки колпачка (рис. 2.18) рассчитывается следующим образом
[7, стр. 172]:
где
- средний диаметр на переходе, мм; - предел прочности для материала, МПа; - коэффициент, [7 табл. 78]. при иОбщее усилие для данных операций, производящихся на одном прессе, составляет:
Усилие первой вытяжки с утонением (рис. 2.19) определяем как [7, стр. 172]:
(2.16)где
- наружный диаметр после n-операции вытяжки, мм; - толщины стенки до и после n-й операции вытяжки, мм; - коэффициент, равный для стали 1.8-2.25.Усилие второй вытяжки с утонением (рис. 2.20) определяем по формуле 2.16.
Общее усилие вытяжки с утонением составляет:
Усилие обжима (2.21) определяется по следующим рекомендациям
[12, стр. 345]:
Усилие выталкивания из пуансон-матрицы для обжима принимаем равным
от потребного технологического. Оно составляет: (2.18)