Теория и технология холодной листовой штамповки (стр. 8 из 14)

1. Увеличенный коэффициент вытяжки за счет действия активных сил трения на поверхности заготовки и пуансона. Активные силы трения перемещают опасное сечение из зоны радиуса пуансона в зону радиуса скругления матрицы, при этом опасное сечение более упрочнено и имеет большую толщину.

2. Возможность быстрой переналадки инструмента путем замены только пуансона и прижима.

Недостатки:

1. Слишком большое усилие процесса

,

где

- площадь сечения контейнера.

2. Применяется только для деталей с фланцем, либо фланец приходится отрезать.

Для этого способа используется специализированный пресса QRD, QRB.

- Способ вытяжки по жесткой матрице и эластичному пуансону

1 – контейнер,

2 – эластичный пуансон,

3 – заготовка,

4 – жесткая матрица.

Данный способ предложен Масленниковым, но он не нашел широкого применения, так как для многократного перемещения контейнера требуется сложное оборудование.

Преимущество:

1. По сравнению с предыдущим способом требуется меньшие усилия

- Гидромеханическая вытяжка

1 – пуансон,

2 – прижим,

3 – заготовка,

4 – жидкость (может быть разной вязкости),

5 – контейнер,

6 – предохранительное устройство.

Принцип работы: заготовка перемещаясь с пуансоном в контейнер с жидкостью создает высокое давление, которое позволяет жидкости вытечь в зазор между матрицей и заготовкой.

Преимущества:

1. Уменьшается трение по радиусу матрицы.

2. Создаются активные силы трения по пуансону.

3. Увеличивается коэффициент вытяжки.

Недостатки:

1. Сложное устройство.

2. Трудоемкость в отладки.

3. Необходимо оставлять фланец.

4. Большое усилие процесса.

2. Способы вытяжки с применением взрывных устройств (высокоскоростная вытяжка)

-Высокоскоростная вытяжка (вытяжка взрывом)

1 – запал,

2 – взрывчатое вещество,

3 – прижим,

4 – заготовка,

5 – матрица.

Способ находит применение при изготовлении крупногабаритных изделий диаметром от 5 до 20 м. Мощность взрыва, направленная в сторону деформирования рассчитывается из условия

. Также способ применяется при изготовлении крупногабаритных зеркал для астрономической техники.

-Магнитно-импульсная вытяжка

1 – индуктор,

2 – деталь,

3 – прижим,

4 – заготовка,

5 – матрица.

Принцип работы:

По индуктору проходит переменный ток (разряд конденсатора). В результате вокруг индуктора возникает сильное магнитное поле переменное по величине. Это магнитное поле в свою очередь вызывает токи Фуко в металлической заготовке, которая должна быть электропроводна. Токи Фуко движутся хаотично, эти токи формируют свое магнитное поле. Эти поля взаимодействуют между собой путем отталкивания друг от друга с силой, достаточной для деформирования заготовки.

Недостатки способа:

1. Способ хорош только для электропроводных материалов

2. Требуется индуктор, который по механическим характеристикам не должен деформироваться.

Данный способ применяется для относительно небольших деталей. Также он применяется для плотного соединения двух деталей.

Также можно выделить следующие специальные способы вытяжки.

- Вытяжка с пульсирующим прижимом

1 – пуансон,

2 – прижим,

3 – заготовка,

4 – матрица.

Принцип работы:

При вытяжке тонкостенных заготовок прижим совершает пульсирующие движения с небольшой амплитудой. При вытяжке образуются гофры на фланце, что приводит к увеличению площади поверхности фланца. При опускании прижима вниз происходит выпрямление гофр и избыток металла по действием силы Р перемещается в очко матрицы. Коэффициент вытяжки составляет примерно

.

Недостатки способа:

1. Требуется специализированное оборудование

2. Материал должен обладать малой степенью упрочнения, то есть кривая упрочнения желательно должна иметь следующий вид. Такими свойствами обладают такие материалы, как АД0, АД1. В противном случае наклеп будет настолько велик, что материал разрушится.

- Инструментальная вытяжка с активными силами трения

Принцип работы: Упругое кольцо имеет возможность увеличивать свой диаметр в упругой области. Не мешая основному процессу вытяжки, оно, плотно прижимая заготовку к пуансону, способствует возникновению активных сил трения

, действующих на заготовку по всей вытянутой цилиндрической части. С другой стороны на поверхности с ее стороны вызывает реактивные силы . Однако площадь, где действуют активные силы на много превышают площадь, где действуют реактивные силы. Поэтому упругое кольцо позволяет снизить напряжения в опасном сечении и увеличивать коэффициент вытяжки, но не на много, примерно на 10-20 %

1 – пуансон,

2 – прижим,

3 – заготовка,

4 – матрица,

5 – упругое кольцо.

Главным преимуществом упругого кольца является то, что оно может выполнить функцию уменьшения разнотолщинности по периметру сечения для анизотропных деталей.

Усилий требуется на много меньше при повторной деформации заготовки, так как она уже находится в пластическом состоянии. Это дает возможность после того, как произошла вытяжка использовать упругое кольцо как съемник. Оно после вытяжки уменьшает диаметр, и заготовка при дальнейшем движении снимается.

- Вытяжка с упругим прижимом

1 – пуансон,

2 – прижим,

3 – деталь,

4 – матрица.

Для обычных условий вытяжки, то есть при жестком прижиме, для очень тонких заготовок

при зазоре 0,07-0,05 мм образуется гофра в зоне, свободной от контакта прижима с заготовкой (зона ab). При обычных условиях гофра, проходя через перегиб, выпрямляется, для этого требуется большее усилие. Наличие упругого прижима дает условие соприкосновения заготовки по всей поверхности фланца.

Преимущества:

1. Это устраняет гофрообразование на свободном участке фланца

2. Уменьшает усилие прижима

3. Увеличивает коэффициент вытяжки

Особенности вытяжки деталей с фланцем

Различают вытяжку с

- широким фланцем

- узким фланцем

Вытяжка деталей с широким фланцем имеет особенность, что процесс заканчивается при усилии, которое не достигает максимального значения в случае вытяжки этой детали на провал.

Теоретически определить вытяжку с широким фланцем можно согласно ранее приведенным формулам.

Зная радиус заготовки, радиус кромки, механические свойства получаем относительную величину перемещения кромки.

Если

(*), то фланец широкий.

, следовательно возможность обрыва дна больше во втором случае. Вытяжка заготовок с широким фланцем имеет значительный запас прочности в опасном сечении, а следовательно можно увеличить коэффициент вытяжки для деталей с широким фланцем. Увеличение составляет .

Другими словами, можно получить деталь с широким фланцем меньшего диаметра. Деталь с широким фланцем с диаметром

имеет такое же напряжение в опасном сечении, как и вытяжка цилиндрических деталей с диаметром .

Метод, связанный с определением предельного коэффициента вытяжки:

При последующей операции вытяжки, не зависимо от формы заготовки (с фланцем или без фланца), коэффициент вытяжки одинаковый и выбирается из таблицы.

Количество переходов для детали с фланцем определяется следующим образом