Вытяжка цилиндрических деталей с утонением стенки.

Определение размеров заготовок для вытяжки деталей имеющих форму тел вращения.

 Диаметр заготовки определяют из условия равенства площадей:

Отсюда:   

При расчете действительного диаметра заготовки учитывают, что край вытянутого изделия имеет волнообразный профиль (фестоны), который надо удалить.

Обрезка фестонов производится в отрезных штампах. Для ликвидации этих погрешностей диаметр заготовки увеличивают на %. Припуск на обрезку [10, стр. 74].

          Обрезка фланца                       Откус неровного края

Диаметр заготовки можно определить аналитическим, графическим и графоаналитическим методами. При расчете по аналитическому методу поверхность детали определяют как сумму поверхностей составляющих ее простых геометрических фигур. Расчет ведется по срединной поверхности детали.

Для детали без фланца:

При этом:   .

Определение формы и размеров заготовок для вытяжки деталей коробчатой формы и деталей сложной конфигурации.

[11, стр. 155-160; 12, стр. 187-190]. [10, стр.78-83].

Определение деформирующего усилия и усилия прижима при вытяжке цилиндрических деталей.

Для вытяжки без разрушения детали необходимо усилие, которое можно определить по приближенной формуле:

, где – коэффициент вытяжки.

Усилие прижима заготовки должно удовлетворять двум условиям: оно должно быть не настолько велико, чтобы вызвать отрыв дна, и не настолько мало, чтобы образовались складки в зоне пластической деформации.

Приближенно усилия прижима можно определить по формуле:

 , где q – среднее удельное усилие прижима,

                  – площадь фланца под прижимным кольцом в начальный

                     момент вытяжки.

При вытяжке цилиндрических деталей из плоской заготовки:

На последующих переходах вытяжки:

, где n – порядковый номер перехода вытяжки.

Определение числа переходов и размеров полуфабрикатов при вытяжке цилиндрических деталей.

 Если известны допустимые коэффициенты вытяжки для первого и последующих переходов, диаметры полуфабрикатов по переходам легко определяются по формулам:

Значения коэффициентоввытяжки даны[9, стр. 137; 10, стр. 85; 12, стр. 195, 198, 201].

Учитывая, что при вытяжке без межоперационных отжигов

   где n – число переходов

Прологарифмировав это уравнение, получим:

Определив диаметры полуфабрикатов после каждого перехода и задавшись радиусом скругления r , определяют высоту полуфабрикатов ( ) из условия равенства площади поверхности заготовки и детали:

где  - площади поверхности полуфабриката после каждого перехода.

Высота цилиндрического полуфабриката без фланца:

(См. определение диаметра заготовки).

Если принять , , то приближенно:

где – диаметр полуфабриката после n-го перехода.

Исполнительные размеры (диаметры матицы и пуансона) определяются так же как при гибке.

Радиусы скругления рабочей кромки матрицы принимают 6 10 от толщины заготовки, меньше значения для металла толщиной свыше 4 мм, больше – для более тонкого металла.

Радиус закругления пуансона на последующих переходах:

На последней операции вытяжки r принимают равным заданному радиусу детали, но не менее (3 2)S при S <6 мм и не менее (2 1.5)S при S>6 мм.

Вытяжка цилиндрических деталей с утонением стенки.

 Стенки изделия, полученного вытяжкой, имеют переменную по высоте толщину. У открытого края она составляет примерно (1.3  1.4) , в зоне перехода ко дну – около (0.7  0.8) . Если необходимо получить равномерную по высоте толщину стенок, то после обычной вытяжки применяют вытяжку с утонением стенок. Вытяжку с утонением осуществляют проталкиванием колпачка через матрицу. Зазор между матрицей и пуансоном при этом меньше толщины стенки заготовки. Происходит увеличение высоты детали, а диаметр изменяется незначительно.

Диаметр заготовки для вытяжки утонением стенок определяют исходя из равенства объемов заготовки и детали с учетом припуска на обрезку. Припуск на обрезку составляет (0.1  0.15) :

Многопереходная вытяжка с утонением успешно выполняется путем проталкивания заготовки пуансоном через несколько матриц. Степень деформации при вытяжке с утонением определяется как относительное сокращение площади поперечного сечения заготовки:

Приближенно можно считать:

- коэффициент утонения стенки

                Коэффициент вытяжки с утонением стенки:

 Диаметр исходной плоской заготовки  определяют по формуле:

Диаметр первого перехода вытяжки (без утонения) определяют исходя из числа переходов вытяжки с утонением и суммарного уменьшения внутреннего диаметра при этом. Уменьшение внутреннего диаметра  изделия на каждом переходе, начиная со второго, составляет:

Высота заготовок по переходам определяется из условия постоянства объема , стенок вытянутой без утонения заготовок и заготовок :

Из равенства объемов и следует:

По аналогии:

Усилие вытяжки с утонением можно упрощенно определить по эмпирической формуле:

где:  - сопротивление деформации при утонении

Для латуни ; для стали

Для уменьшения усилия съема рабочая часть пуансона выполняется с конусностью . Во избежание образования вакуума между пуансоном и изделием при съеме, в пуансоне сверлят вдоль оси отверстия, сообщающиеся с атмосферой.

Смазка при вытяжке.

Для малоуглеродистой стали: 43% веретенного масла, 8% рыбьего жира, 15% графита, 8% олеиновой кислоты, 5% серы, 6% мыла, 15% воды.

Чтобы исключить из состава смазки графит, который трудно поддается удалению применяют следующий состав: 52  54 % веретенного масла, 20% мылонафта, 18 20% талька, 2.5% гипса, 5.5% древесной муки.

Для нержавеющей стали марок 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, применяют хлорвиниловый лак ХВЛ21 или такой состав: 57% эмульсола, 21.5% серного порошка остальное вода.

Для нержавеющей стали марок 12Х13, 20Х13 применяют кашеобразную смесь из веретенного масла, графита, мыла и воды.

Для алюминия и его сплавов: растительное (соевое) масло, машинное масло, технический вазелин.

Для меди и латуни: 8% мыла, 12% растительного масла, 12% олеиновой кислоты, 1% соды, остальное вода; или суренное масло, мыльная эмульсия, содержащая 7 10% мыла.

Для никеля и его сплавов: смесь крепкого мыльного раствора с минеральным маслом.