Определение формы и размеров заготовки

1.  Определение формы и размеров заготовки

Форма заготовки независимо от формы детали берется круглая. Из нее получаются прямоугольные, круглые, эллиптические и др. детали.

Размеры заготовки определяются из следующего условия

,

,

,

где  - число элементарных частей заготовки,  - объем элементарной части. То есть каждый элементарный объем может иметь разную толщину.

Из последнего выражения находят диаметр заготовки:

2.  Определение усилия процесса

 

,

где  - радиус детали,

  - толщина детали,

3.  Определение числа переходов

Общий коэффициент вытяжки

,

где  - площади сечения заготовки и детали.

Умножим числитель и знаменатель на одинаковое выражение

Перепишем данное выражение в следующем виде

,

 - коэффициент вытяжки и коэффициент утонения на n переходе.

Будем считать, что  и . Это условие выполняется не смотря на то, что между переходами промежуточную разупрочняющую термообработку.

Таким образом, получим .

Число переходов при вытяжке может быть больше, чем число операций принудительного утонения, тогда расчет сильно усложняется. Но в нашем случае получим:

Из этого выражения находится число переходов

В случае несовпадения числа переходов вытяжки и числа операций с принудительным утонением число переходов находится следующим образом:

, .

В этом случае обязательным условием является задание числа вытяжек, либо числа вытяжек с принудительным утонением. То есть задать либо , либо . Как правило задается то число, которое является наибольшим.

Если   задается .

Но в качестве оценочного варианта используется приблизительное число  или либо для чистой вытяжки, либо для чистой протяжки.

Для каждого материала ,   

Недостатки процесса вытяжки с принудительным утонением:

1.  Необходимость использования съемного устройства

2.  Сильный нагрев оснастки и оборудования.

Один из способов съема состоит в следующем:

Упругое кольцо имеет больший диаметр, чем наружное кольцо матрицы. Наличие упругого кольца позволяет

1 – пуансон,

2 – матрица,

3 – заготовка,

4 – упругое кольцо.

1.  получить более ровный торец детали за счет устранения небольших несоосностей пуансона и матрицы;

2.  упростить схему съема детали с пуансона.

Величина упругой деформации (величина пружинения)

   мм.

Данный способ позволяет получить более ровный торец.

РАЗДАЧА

 

Раздача – это процесс со следующей характерной схемой напряженно-деформированного состояния

  Способы раздачи

 

Способ раздачи на конической оправке трубной заготовки

1 – оправка,

2 – заготовка.

Раздача с применением эластичной среды

1 – пуансон,

2 – матрица,

3 – заготовка,

4 – упругая среда.

 

Последующий способ раздачи

1 – пуансон,

2 – заготовка,

3 – оправка.

Механизм и схемы напряженно-деформированного состояния при раздаче

Рассмотрим обобщенный механизм способа раздачи на конической оправке.

ab – участок упругого деформирования, передающий основное усилие,

bc – участок радиуса свободного изгиба,

cd – основной участок пластической деформации,

de – участок закругления по радиусу оправки,

ef – упругий участок.

Всегда необходимо, чтобы . Если , то заготовка будет отходить от оправки.

Рассмотрим схемы напряженно-деформированного состояния.

Для участков bc, dc, de схема напряженно-деформированного состояния – одинаковая, но величины напряжений и деформаций – разные.

При раздаче нужно учитывать, чтобы , где  - радиус оправки, .

Если данное условие не выполняется, то получаем следующее условие формообразования:

Если , то заготовка отходит от оправки.

,

.

Чтобы этого избежать следует напряжение , либо производить формирование по матрице.

График изменения усилия при раздаче имеет следующий вид

АВ – участок неустановившегося деформирования,

Bh – участок установившегося деформирования.

Они отличаются тем, что на участке АВ для каждого элемента соотношение напряжений , а для участка Bh .

Определение напряжений и деформаций при раздаче

Наиболее просто напряжения и деформации определяются для кромки заготовки

,

,

тангенсальная деформация.

Так как , то .

Если считать, что кромка деформируется как модель, близка к линейному растяжению, то для изотропного металла имеет место соотношение следующее соотношение дефомаций

.

 – конечная величина.

  .

Чтобы определить деформацию для других элементов, используем уравнение связи напряжений и деформаций.

. (*)

Данное уравнение получено из следующего: для монотонного процесса( для немонотонного используют скорости деформаций) имеем:

 ,

.

Перепишем уравнение (*) в следующем виде:

.

Данное уравнение дает возможность определить деформации любого элемента для случая