и условный коэффициент вытяжки 1у =0 I

Формоизменение опаничено разрывом меташха в наиболее нагруженной зоне контакта оболочки с пуансоном по тороидной поверхности ее углового участка, поэтому должно выполняться условие

< к

пр 1У

где К - предельный (по разрыву металла)

условный коэффициент вытяжки.

Значения предельного условного коэффициента вытяжки в 1,5 - 2 раза больше предельного коэффициента при осесимметричной вытяжке, так как часть нагрузки по втягиванию в матрицу угловых участков берут на себя соседние участки.

На последуюших операциях вытяжки условный коэффициент вытяжки

лу = п-\ I п пу - у-

Предельное значение условного коэффициента вытяжки зависит не только от отношения но и отношения rJE (табл. 9.20).

Рис. 9.25. Вытяжка коробчатой оболочки

по условию неизменности площади

Го = \г1 +2ri/i -0,86г (г1 +0,16г )

9.20. Предельные значения коэффициента вытяжки для коробчатых прямоугольных обе

(см. рис. 9.25)

Способ построения контура плоской заготовки различен для различных областей значений Г\1В. При Г\/В< 0,2 на развертке оболочки сглаживают ступеньку ef. Через точку, взятую посредине ef, проводят касательную к окружности радиуса Го. Касательную сопрягают с прямой дугой также радиуса Г{). При Г\/В > 0,2 учитывают влияние перетекания металла через границу / - /. Несколько увеличивают значение г\) и уменьшают размеры и /д, чтобы площадь поверхности развертки оставалась неизменной [14]. Если некоторая волнистость края оболочки из-за неточностей контура развертки не допускается, вво-

дится операция обрезки и соответствующий припуск на обрезку. В расчете заготовки высоту оболочки назначают с учетом припуска. Но тогда нет необходимости строго выдерживать контур заготовки. На прямоугольной заготовке h обрезают углы под 45 ° так, чтобы линия обрезки касалась дуги окружности радиусом г.

Сведения о построении формы оболочек по операциям при многооперационной вытяжке приведены в [14].

Первую операцию вытяжки выполняют с прижимом заготовки к зеркалу матрицы; последующие операции - без прижима. Плоские участки стенки оболочки, нагруженные в про-

цессе их деформирования со стороны угловых участков отрицательными напряжениями, обладают малой устойчивостью. Если они теряют устойчивость, волны образуются в пределах пространства между матрицей и пуансоном. Поскольку расстояние между их поверхностями на 10 - 20% больше толщины стенки, высота волн ограничена и относительно невелика, как и длина. По извлечении оболочки из штампа ограничение снимается и волны упруго перестраиваются в более высокие и длинные.

Для того чтобы в процессе вытяжки снизить сжимающие напряжения и перейти от сжимающих к растягивающим, должны быть увеличены напряжения, под действием которых металл втягивается в матрицу настолько, чтобы при формировании плорких участков стенки металл на всем их протяжении вдоль контура матрицы был в пластическом состоянии, а напряжения в нем достигали напряжений течения. Поэтому при коэффициенте вытяжки, близком к предельному, значение усилия вьггяжки, по которому можно выбирать пресс,

Р ~ InrsQ +2[А + В- 4ri)5Q(0,27 / rifa =

12 3

щ+[А + В- )(0,27 / л)

На угловых участках напряжения, под действием которых металл втягивается в матрицу, достаточны в силу характера формоизменения, а на плоских участках их доводят до требуемых значений торможением движения металла под прижимом. Усилие прижима металла к плоскому зеркалу матрицы

0,5nrSQ + 4[А + В-4ri)(0,27 / Sq g.

При некоторых геометрических соотношениях оболочки прижим заготовки к плоскому зеркалу матрицы не может обеспечить достаточной силы торможения, чтобы исключить упомянутый дефект по волнообразованию. Тогда на соответствующих участках зеркала размещают тормозные пороги.

Более сложная картина формообразования характерна для коробчатых оболочек с неодинаковой по контуру высотой стенки. Край стенки с открытой стороны или со стороны дна (и соответственно само дно) лежит не в одной плоскости.

Основная особенность процесса формоизменения заготовки, затрудняющая его управление и приводящая к дефектам в виде волн и складок или разрывам металла, состоит в том, что в начале процесса не вся периферийная область заготовки, лежащая под прижимом на зеркале матрицы, должна втягивать-

Рис. 9.26. Формоизменение листовой заготовки растяжением и обтягиванием по пуансону:

а - заготовка жестко защемлена по всему своему контуру: 1 - заготовка; 2 - пуансон; 3 - матрица; 4 - прижим; V - скорость относительного движения;

б - заготовка жестко защемлена за две противолежащие кромки: 1 - заготовка; 2 - пуансон; 3 - захват; V, Vi, V2 - скорости движения захвата* относительно пуансона

ся одновременно в ее полость: раньше начинает втягиваться та ее часть, где высота стенки больше. Следовательно, двигаясь под прижимом, она смещается относительно другой части, еще неподвижной, а разграничиваются эти части друг от друга некоторой переходной зоной, в которой развивается значительная деформация с преобладанием сдвиговой компоненты.

Это приводит к потере устойчивости и волнообразованию. Волнообразование проявляется тем сильнее, чем больше перепад высот стенки. Противостоять их развитию удается в

той или иной мере подбором изменяющейся по контуру проема матрицы силы торможения заготовки под прижимом с порогами и ребрами. Рекомендации по оценке допустимого относительного перепада высот стенки с открытой стороны или со стороны дна оболочки пока не выработаны.

Оболочки сложной формы типичны для некоторых деталей кузова легкового и кабины грузового автомобилей и их двигателей. Обычно при развертке технологии и конструкции штампов и каждой такой детали требуется индивидуальный подход, базирующийся на накопленном опыте.

Обтямка. Формоизменение листовой заготовки в оболочку растяжением и обтягиванием по пуансону может осуществляться при жестком защемлении всего ее контура (рис. 9.26, а) или только его части (рис. 9.26, б). Если защемляется весь контур, то в процессе формообразования оболочки он остается неизменным; если только часть его, то расстояние L между защемленными участками (обычно это две противолежащие кромки прямоугольной заготовки) может меняться. Местная формовка является частным случаем обтяжки, когда на заготовке вдали от ее неза-щемленного контура формируется относительно небольшая оболочка. При растяжении и утонении металла внутри контура, очерчивающего оболочку, практически нет перемещения металла извне контура.

Технологические параметры обтяжки осесимметричного пуансона при жестком защемлении заготовки по круговому контуру приведены в [И].

Обтяжка пуансона с цилиндрической поверхностью при защемлении прямоуголь ной заготовки за две проти волежащие кромки. Существенное значение для закономерности распределения деформации удлинения вдоль направляющей формирующейся оболочки имеет вид траектории движения защемленных кромок заготовки относительно пуансона (рис. 9.27). Наибольшая деформахщя происходит на участке, не контактирующем с пуансоном. Формоизменение ограничено локализацией деформации и разрывом металла на этом участке. Траектория точки D кромки, представляющая эвольвенту D(0)D(l) к направляющей цилиндрической поверхности пуансона, сообщает лишь движение наматывания заготовки на эту поверхность

DtUJ С (О)

CfO) ОГО)

DflD

Рис. 9.27. Траектория движения точки Д защемленной в захвате кромки заготовки:

траектория /в виде ломанной; состоящей из эвольвенгы ДО) />(1) и прямой />(2); траектория - прямая ДО) ЩХ)\ траектория / в виде горизонтального отрезка /)(0)/)(1Г) и отрезка кривой /)(1Г) /)(2), уходящего от эвольвенты /)(0)Э по определенной зависимости

Рнс. 9.28. Формоизменение (раздача) замкнутой цилиндрической заготовки под воздействием многосекционного пуансона

без деформации удлинения вдоль направляющей. Любая другая линия, не являющаяся эвольвентой или касательной к направляющей, лежащая дальше, чем эвольвента, от оси симметрии направляющей, сообщает защемленной кромке движения наматывания и удлинения вдоль касательной к направляющей.

Траектория в виде ломаной линии, состоящей из эвольвенты Z)(0)Z)(l) и прямой Z)(1)Z>(2), касательной и направляющей, обеспечивает два следующих друг за другом движения - наматывание и удлинение. Она свойственна некоторым видам обтяжки. Отношение длин отрезков GC(2) / GC{\) = if*дает количественную оценку формоизменения обтяжкой. Предельное его значение АР, соответствующее началу локализации на свободном от контакта участке заготовки, зависит от крутизны кривой течения металла, коэффициента