ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА В ОТКРЫТЫХ ШТАМПАХ

ОБЪЕМНАЯ ШТАМПОВКА [ 109 ]

Различают два основных вида объемной штамповки: с з а у с е н ц е м (облойная) и безоблойная (закрытая).

Отличительная особенность первого вида штамповки заклю­чается в том, что в процессе деформирования заготовки металл течет не только в углубления полости штампа, но и в разъем штампа, образуя заусенец, являющийся отходом.

Часть металла, которая вытекает в заусенец, составляет в сред­нем 20—25%, а в отдельных случаях превышает в несколько раз вес самой детали.

При штамповке с заусенцем полости штампа хорошо заполня­ются при некоторых определенных размерах заусенца.

При безоблойной штамповке замкнутая со всех сторон полость штампа заполняется вследствие перераспределения исходного объема заготовки без отхода металла в заусенец.

Оптимальным можно считать такой технологический процесс штамповки, который обеспечивает минимальный отход металла в зау­сенец при минимальном усилии.

В современной практике по ряду причин более распространен способ штамповки с заусенцем.

Однако использование безоблойной штамповки непрерывно растет. Это объясняется не только стремлением сократить расход металла, но также тем, что безоблойная штамповка открывает широ­кие возможности экономичного производства разнообразных дета­лей, имеющих сложную пространственную форму.

Разновидности схем операций объемной штамповки показаны на рис. 9.13

При проектировании технологических процессов объемной штам­повки приходится определять размеры заготовки и заусенца, число переходов штамповки, размеры полуфабриката после каждого пере­хода, усилие пресса, вес падающих частей и число ударов молота и т. п.

Анализ характера течения металла становится особенно необхо­димым при определении оптимальных размеров заготовок для штам­повки деталей сложной формы, которые в последние годы все чаще применяются в машиностроении. Для штамповки крупных деталей

требуются нередко прессы усилием в несколько десятков тысяч тонн. Разработка научно обоснованного метода расчета процессов штам­повки приобретает в связи с этим большое практическое значение.

Рис.9.13. Схемы объёмной штамповки:

а– осадкой; б– высадкой; в– прошивкой; г– истечением (выдавливанием); д– безоблойная (закрытая)

ШТАМПОВКА С ЗАУСЕНЦЕМ

Процесс формоизменения заготовки радиуса R₀ и высотой Н₀ при объемной штамповке осадкой можно разделить на три характер­ных периода (рис. 9.14)

Первый период ничем не отличается от рассмотренного ранее процесса осадки с истечением металла в отверстия (щелевые, круглые или другой формы). Этот период играет второстепенную роль в формовании трудноштампуемых деталей, имеющих высокие тонкие ребра или выступы. Он заканчивается в тот момент, когда боковая поверхность заготовки соприкасается по периметру со стен­ками полости штампа. После этого часть металла начнет вытекать в заусенец.

Второйпериод штамповки, который играет главную роль при формовании детали, характеризуется течением металла в различ­ные направления. В результате этого постепенно заполняются углубления полости штампа при одновременном истечении некото­рой части металла в заусенец.

На рис.9.14 схематично показан некоторый момент второго пери­ода штамповки, когда углы полости штампа радиуса R_n целиком заполнены и металл вытекает одновременно в два углубления ради­уса г, расположенные одно против другого, и в заусенец.В конце второго периода штамповки вся полость штампа запол­нена металлом, но общая высота детали несколько превышает задан­ную высоту изделия (А > h_K).

Третий период штамповки характеризуется вытеснением излишка металла в заусенец. Он заканчивается при достижении задан­ной высоты изделия h_K.

Третий период не является, строго говоря, неизбежным, так как в конце второго периода штамповки формование детали может быть полностью закончено, если объем заготовки в точности ра­вен объему штампованной дета­ли.

Рис. 9.14. Характерные стадии объемной штамповки

На практике третий период необходим из-за неизбежных от­клонений размеров заготовок, недостаточно точного располо­жения заготовки в штампе и т. п.

Чем меньше толщина зау­сенца в последний момент штамповки и чем больше шири­на мостика заусенца , тем при прочих равных условиях боль­ше усилие штамповки.

Методы расчета усилий в конце третьего периода объем­ной штамповки с заусенцем из­ложены в работах [21], [27], [95], [23], [13], [16].

Расчетные формулы, приве­денные в работах [95] и [16],получены с учетом жестких зон, границы которых определены экспериментальным путем. Остальные исследователи исхо­дят из предположения, что весь объем заготовки находится в пластическом состоянии.

В работах [10] и [32], в которых использован метод построения полей линий скольжения, показано, что это упрощение приемлемо лишь в тех случаях, когда объем жестких зон сравнительно мал.

При выводе расчетных формул различные исследователи прини­мают различные граничные условия на поверхностях контакта. Указанное обстоятельство приводит к тому, что усилия, подсчитан­ные для одного и того же случая по различным формулам, нередко существенно разнятся между собой, а оценка достоверности резуль­татов расчета затрудняется отсутствием надежных сведений о факти­ческой величине усилия при штамповке на прессах и на мо­лотах.

Общие положения

В процессе наиболее распространенной штамповки в открытых штампах можно рассматривать два основных периода. В первый период происходит заполнение полости штампа с одновременным вытеканием заусенца, обусловленным условиями процесса; во втором периоде вытекает в заусенец излишек металла, имеющийся в заготовке, и происходит доштамповка поковки и по высоте. [21]

В первый период заусенец играет положительную роль, за­мыкая штамп по поверхности разъема и создавая сопротивление, обеспечивающее заполнение формы. При этом по мере движения верхнего штампа толщина заусенца уменьшается, а сопротивле­ние течению в заусенец увеличивается, и, следовательно, в конеч­ный момент этого периода заполняются входящие углы полостей штампа, т. е. участки, требующие максимального удельного усилия.

Теоретически этот момент должен совпадать с концом всего процесса штамповки. Однако практически пока невозможно по­лучить заготовку с точно необходимым объемом металла; по­скольку исходный материал изготовляют с определенными до­пусками, длина заготовки колеблется в зависимости от неточности резки, несколько меняется угар от заготовки к заготовке, колеб­лется длина ее при закладке в заготовительные ручьи, не вполне постоянна температура штамповки, происходит износ штампа и т. п.

В связи с этим необходим некоторый небольшой гарантийный излишек металла, который и будет дополнительно вытекать в за­усенец во второй период штамповки при уже заполненной по­лости штампа.

Сопротивление течению металла в заусенец при равных про­чих условиях зависит от конструкции штампа в зоне течения за­усенца, грубо говоря, от формы и размеров канавки для заусенца. Изменяя размеры этой канавки, можно достичь заполнения формы при меньшем или большем количестве металла, вытекаю­щего в заусенец в первый период штамповки. В любой момент штамповки заполнение формы будет происходить лишь в том слу­чае, если сопротивление заполнению формы равно или меньше сопротивления вытеканию металла в заусенец. Процесс, макси­мально приближающийся к идеальному, т. е. требующему мини­мальной затраты энергии и металла, мы могли бы построить в том

случае, если бы умели сколько-нибудь точно определять удель­ное усилие для любого момента штамповки и соответственно опре­делять форму и размеры канавки для заусенца.

Пока это не представляется возможным, хотя уже есть по­пытки в этом направлении. Поэтому размеры канавки для за­усенца обычно выбирают по нормалям, разработанным на основа­нии данных опыта с учетом теоретических соображений.

Поскольку же в процессе штамповки во второй его период, как сказано ранее, происходит только вытекание излишка ме­талла в заусенец, постольку и необходимая конечная деформи­рующая сила будет определяться исключительно тем удельным усилием, которое необходимо для вытекания излишка в конечный момент всего процесса при выбранной канавке для заусенца.

Это обстоятельство дает возможность сравнительно просто по­дойти теоретически к определению деформирующей силы и удель­ного усилия при штамповке в открытых штампах.

Деформирующую силу Р, необходимую для осуществления деформации, в конечный момент штамповки можно представить как состоящую из двух слагаемых

,

где Р₃ — усилие, необходимое для деформации металла в за­усенце, а Р_а — усилие, необходимое для деформации металла в штампе.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: