Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Навчальні посібники

Слюсарно-інструментальні роботи


Розділ: Будівництво. Ремонт

 

§ 7. Витяжка і способи обробки деталей у витяжних штампів

 

 

Витяжкою можна виготовити деталі з металу і матеріалів толшиной від 0,2 до 30 мм. Витяжка здійснюється на ексцентрикових, кривошипних пресах, кри-вошипношарнирных пресах простої дії, кривошипних пресах подвійного дії, гідравлічних пресах і штампах різних типів і конструкцій.

Трудомісткість процесу і спосіб витяжки залежать від матеріалу і конструктивного оформлення виготовленої деталі 5 (співвідношення розмірів, що характеризують поперечний переріз і висоту деталі, радіусів сполучення дна, стінок і фланця, конфігурації фланця).

На 175, а зображено спосіб витяжки порожнистої деталі з ребрами жорсткості в штампі, встановленому на гідравлічному 200-тонному пресі. Прес складається з масивної чавунної станини 1 і стола 2, а за напрямних станини переміщається повзун 9 з плитою 10, скріплених болтами 8. В процесі роботи ви-.' ключают гідравлічну систему преса уникнути самоопускания повзуна, встановлюють блок штампа на стіл 2 преса. Потім злегка опускають повзун 9 з плитою на 10 блок штампа і закріплюють болтами 4 і 7 нижню 3 і верхню б плити штампа. Переконавшись, що блок штампа надійно закріплений, включають прес і кілька разів (вгору і вниз) піднімають і опускають верхню плиту 6, перевіряючи немає чи перекосу колонок 5 по відношенню до втулок верхньої плити. Укладають на пуансон 11 заготівлю і приступають до витяжці деталі 12. Отпрессованная деталь залишається такою ж формою, тільки в місцях переходу до нижніх стінок є потовщення, а з боку верхньої кромки деталі - потовщення на 15-20% більше.

На 176, а показана найпростіша конструкція витяжного штампа, що складається з нижньої плити, на якій встановлена і закріплена гвинтами 3 матриця 4 з куполоподібної ступінчастою оформляє порожниною. В центрі матриці є штовхач 2. Верхня частина пуансона має 6 циліндричну форму і хвостовик, а нижня його частина має такий же профіль, як і профіль матриці, різниця полягає лише в тому, що профіль виконаний з урахуванням товщини видавлюється заготовки.

Якщо деталь має фланець, число витяжних крім операцій параметрів, зазначених для циліндричних деталей без фланця, 'залежить від відношення діаметра £>ф до діаметра циліндричної частини d та значення радіуса переходу RM від фланця до стінок; останній повинен бути (2-3)5 (чим товщі стінки деталі, тим менше коефіцієнт).

При витяжці слід уникати глубоких'деталей з широким фланцем, що вимагають великого числа операцій, так як в цьому випадку спостерігається значний шлюб по урвищах. Якщо деталь з фланцем виготовляється за одну витяжну операцію, фланець слід робити плоским Оф > d + 12 S (176). За одну операцію можуть бути отримані фланці типу усіченого конуса (176, г). Проте в цьому разі можливе утворення гофрів. Ст. деталях з фланцем радіуси сполучення стінок і фланця Ям стінки і дна Rn можуть бути зменшені до До„ > 0,25 S; RM > (0,1 -0,3) S, за рахунок додаткових операцій (калібрування). У випадках, коли необхідно отримати деталі без заокруглень між фланцем і стінкою або між дном і стінкою, поєднаної з радіусом, величина якого дуже мала, у конструкцію цих деталей доводиться додавати кільцеві канавки, що призводить до ускладнення і до зайвих деталі витрат (176, д). Якщо в дні деталі по умовам її роботи повинні бути виступи (бобишки), їх слід робити невеликими з похилими стінками (176, е). Мала глибина бобышек обумовлена тим, що вони утворюються за рахунок розтягування матеріалу в зоні бобишки. Деталі з фланцями (176, .ж) складні в виготовленні, особливо якщо різниця між Dud мала. У цих випадках доцільніше виготовити дві деталі, з'єднавши їх напрессов-кою (176, д) з наступним зварюванням. В деталях, показаних на 176, та, за умови, що вони виготовляються за дві витяжні операції, перехідна зона між витяжками повинна являти собою конічну поверхню з кутом 30-45°, а різниця між діаметрами D і d повинна бути незначною. При великій різниці діаметрів виготовлення деталі ускладнюється, а відсоток бракованих деталей збільшується.

У коробчатих деталях (176, к) радіуси сполучення між дном і стінкою слід брати-R-8 > 1,5 & а між стінками Лз > 3 S. В місцях різкого переходу контуру (що має місце при місцевих витяжках), тобто на ділянках найбільшого утонения стінок і утворення складок рекомендується передбачати місцеві вирізи або технологічні отвори (176; Л), які сприяють кращому течією матеріалу, а слідчому але, зменшення шлюбу витяжних штампів. У цьому випадку формоутворення виступу відбувається не тільки в результаті утонения матеріалу, але і внаслідок розтягування отворів.

Пряма витяжка. При прямій витяжці з плоскої заготовки циліндричної порожнистої деталі пуансони витягують заготовку і зовнішній діаметр її зменшується. На 177, а показаний найпростіший блок штампа з притиском для витяжки деталей. Блок складається з нижньої сталевої плити 1 з конусоподібною виточкою в центрі, в яку встановлюють змінні матриці 2 і 17 з притискним кільцем 15 і настановної рамкою 14 (для укладання в неї заготовки), закріплені гвинтами 3. На нижній плиті встановлено дві направляючі колонки 4, за яким переміщається по втулок 5 верхня плита 6. На плиті змонтовані і закріплені штифтами 7 і гвинтами 11 дві упорні планки 8 і притиск 12. В центрі плити і притиску є напрямні отвори, які точно сцентрированы з оформляє порожниною матриці-2. Зовнішні діаметри змінних пуансонів 9 і 16 мають такі ж діаметри, як і напрямні отвори плити і притиску. Оформляють діаметри D пуансонів виготовляють в залежності від металу і товщини витягається заготовки, а також діаметра і висоти видавлюється деталі. У внутрішній частині пуансонів є отвори 10, у які надходить мастильна рідина.

 


Перед початком роботи необхідно перевірити кріплення блоку штампа - на пресі. Потім укласти заготівлю 13 ъ рамку 14 і приступити до~витяжці деталі. Витяжка деталі, що має форму ковпачка- (177, б), проводиться у такій послідовності. Спочатку витягують заготовку в матриці 2 пуансоном 9 (177, а). Розміри матриці і пуансона мають збільшений розмір; потім встановлюють матрицю 17 і - пуансон 16, мають менший розмір. В матрицю 17 вставляють вже попередньо витягнуту деталь і пресують її остаточно, змінюючи пуансон і матрицю, до тих пір, поки не отримають необхідні розміри діаметра і довжини деталі (• 177, б)'.

В процесі послідовної витяжки у фланці заготовки виникають нормальні напруження ау, що діють заради-диальном напрямку, в якому заготовка розтягується і приймає нормальне напруга а3, чинне в напрямку, в якому заготовка стискається. Величина цих напруг залежить від відношення діаметра заготовки D до діаметра, що витягається деталі d. Чим більше це відношення, тим за інших рівних умов вище напруги.

Напруги розподіляються у фланці заготовки нерівномірно (177). Розтягуючу напругу аг, якщо не враховувати тертя, дорівнює нулю у краї заго--товки і збільшується по мірі наближення до кромки матриці, де воно досягає максимуму; стискуюче напруження аъ зростає в міру видалення від кромки матриці і досягає максимуму біля краю заготовки.

Дно витягається деталі (177, г), характеризується дуже невеликими, що розтягують напругами, які рівномірно розподілені по окружності. Величина цих напруг визначається значенням радіальних розтягуючих (ідеальних) напруг <л і додатковими небажаними опорами, зв'язаними з тертям від дії сили притиску, тертям і вигином при переміщенні заготовки через витяжний ребро матриці. Розтягуючі напруги призводять до утонению стінок витягається деталі у дна. Напружено-деформований стан при витяжці коробчастих деталей більше нерівномірно, ніж при витяжці циліндричних деталей; нерівномірності у цьому випадку залежать головним чином від геометричних співвідношень елементів витягається деталі. По мірі віддалення від кутів напруги ах і а3 зменшуються. В середині прямих сторін фланця витягається коробчатої деталі вони найменші. Поздовжні розтягуючі напруження, що діють у вертикальних стінках, також розподіляються нерівномірно по периметру деталі. Величина цих напруг також, як і у випадку циліндричних витяжки деталей, пов'язана з розтягувальними напругами у відповідних місцях фланця і напругами, пов'язаними з додатковими небажаними опорами на тертя і вигин. Матеріал дна коробчатої деталі має схему напруженого стану з незначними розтягувальними напругами.

Стискаючі сили при відносно тонкому матеріалі заготовки і великою мірою деформації утворюють складки на поверхні тієї частини заготовки, яка розташована на матриці. При малому ступені деформації і тонкому матеріалі заготовки або при товстому матеріалі і значною мірою деформації складкообразование практично не відбувається. Для попередження складкообразования заготівлю притискають до поверхні матриці. Притиск ускладнює процес витяжки, викликаючи необхідність використання пресів подвійного дії або більш складних по конструкції штампів для пресів простого дії.

Загальну картину течії металу при глибокій витяжці можна зрозуміти при розгляді деформації ділильної сітки, нанесеної на поверхню заготовки. На 177, д показана заготівля з прямокутною сіткою і концентричними колами, розташованими на рівних відстанях один від друга, а на 177, е показаний порожнистий циліндричний стакан, отриманий з цієї заготовки.

На центральному ділянці заготівлі, обмеженому окружністю діаметра du прямокутна сітка після витяжки не зазнає существенною зміни. Колу з початковим діаметром, більшим d\, зменшилися, але не змінили своєї форми. Відстані між двома колами за твірною порожнистого циліндра стали більше початкового радіального відстані між ними. Прямокутна сітка перетворилася на пересічні лінії гіперболічні на стінці порожнистого циліндра.

Вивчення ділильної сітки показує, що деформація при витяжці нерівномірна; якщо розглядати ділянки, розташовані на різному відстані від центру, заготівлі, мс*" вона асиметрична.

На схемі 177, ж показаний прямий спосіб витяжки деталі 2 в найпростішому штампі, що складається з матриці 1 циліндричної форми і пуансона 2, а на схемі 177. е зображений момент розподілу нормальних напружень заготовки при витяжці з неї циліндричної деталі 3 ( Ц поточний діаметр плоскої заготовки) у матриці 1 за допомогою притиску 4 (177, і). Про характер змін, відбуваються при витяжці, можна скласти уявлення, порівнявши товщину і структуру різних ділянок заготовки, що надходить на витяжку.

Ступінь деформації (177, е) матеріалу, що утворює стінку, зростає по мірі віддалення від дна кромки Деталі. Тому у крайки матеріал зазнає найбільші структурні зміни, і якщо виміряти твердість за твірною деталі, то вона найбільш висока і нерівномірна у крайки. Тут матеріал майже зовсім не відчуває пластичної деформації, тому його структура і твердість не змінюються і залишаються такими ж, як і у вихідної заготовки.

Найбільшу утонення має небезпечне перетин, що знаходиться вище місця сполучення стінок та дна і представляє незначно наклепанный ділянка заготовки. У ряді випадків утонення досягає 30%, зазвичай воно не перевищує 10 - 25%. Досяжна гранична ступінь деформації визначається граничною величиною розтягуючих напружень в стінці і обмежується міцністю деформованого металу в небезпечному перерізі. Основними факторами, визначають величину утонения, є: 1) радіус закруглення робочої частині витяжної матриці (чим менше радіус закруглення робочої частині витяжної матриці, тим більше стоншення); 2) мастило (наявність і правильний підбір рецепта мастила зменшують величину утонения); 3) ступінь деформації (чим більше ступінь деформації, тим більше стоншення); 4) зазор між пуансоном і матрицею (із зменшенням зазору утонення збільшується); 5) зусилля притиску заготовки (при ви тяжке зі складкодержателем надмірна величина притиску збільшує стоншення і може призвести до відриву дна деталі).

Для витяжки деталей з тонкого матеріалу з широким фланцем, коли необхідно витримати рівномірний притиск під час усього ходу пуансона і запобігти занадто сильний затиск заготовки, застосовують притиски з обмежувачем. Обмежувачем притиску заготовки служать опори, прокладки або кільця, змонтовані на матриці або притиску. Зазор між матрицею приймають від (0,05-0,1) S до 1,1 S.

В пресах простої дії притискні кільця працюють від пружини, гуми або стисненого повітря (пневматичні пристрої), рідини і повітря (гідропневматичні пристрою). Кращі результати виходять при використання стисненого повітря.

В пневматичних пристроях або подушках, тиск повітря, а отже, і сила притиску залишаються незмінними. Силу притиску можна легко відрегулювати шляхом встановлення необхідного тиску повітря в компенсуюче резервуарі (ресивері). Якщо для притиску заготовок використовувати пристрої, що працюють від пружинних або гумових буфер, то сила притиску по міру переміщення повзуна преса збільшується, що часто приводить до розривів вытягиваемых деталей.

Ступінь деформації при витяжці і якість вытягиваемых деталей залежать від величини зазору між пуансоном і матрицею. Зазор між пуансоном і матрицею (односторонній) Z при звичайній витяжці деталей 7-го і грубіше класів точності без утонения стінок, з притиском заготовки розраховують за формулою

При витяжці без притиску на першій операції зазор для сталі (1,3-1,5) S, для подальших операцій (1,2-1,3) S, для алюмінію і латуні (1,2-1,3) S, а на наступних операціях (1,15-1,2) S. Зазори при витяжці без притиску можна брати і по табл. 19. При калібруванні незалежно від матеріалу зазори між пуансоном і матрицею слід брати рівними 1,1 5.

Якщо витягають деталі коробчатої форми, то зазор між пуансоном і матрицею на прямих ділянках становить (1,0-l,05)Smax, а на кутах Z = = (1,1 -1,3) 5тах(чим вище коробка, тим більше зазор.

В процесі витяжки внаслідок наявного відхилення по товщині заготовок дійсна величина зазору коливається, що призводить до шлюбу розривів при малому зазорі і утворення складок при великому зазорі. Шлюбу таких деталей можна уникнути лише посиленням допусків по товщині для вихідного матеріалу.

При виборі зазору між пуансоном і матрицею (див. 177, ж, з) слід керуватися наступним правилом: якщо проводиться остання витяжка і необхідно отримати точні зовнішні розміри на деталі, то зазор призначають за рахунок зменшення розмірів пуансона, а якщо необхідно отримати точні внутрішні розміри, то зазор призначають за рахунок зменшення розміру матриці; якщо витяжка проміжна, то зазор можна призначати за рахунок зменшення розмірів пуансона або матриці (див. 177, і).

 

 «Слюсарно-інструментальні роботи» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

Обробка металу Выколотка, або дифовка Гравірування Насічка Надрезная карбування Тиснення на фользі Ажурне лиття Кристаліт Декоративна обробка металу Технічна творчість «Краса своїми руками» "Своїми руками" "Нариси історії науки і техніки"

 

Слюсарні роботи

 

ГЛАВА I.

ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ ПРО ОБРОБКУ МЕТАЛІВ РІЗАННЯМ

§ 1. Сутність процесу різання

§ 2. Загальне поняття про різцях

§ 3. Поняття про режими різання

ГЛАВА II.

ОСНОВНІ СЛЮСАРНІ ОПЕРАЦІЇ

§ 4. Організація та охорона праці при виконанні слюсарних операцій

§ 5. Розмітка

§ 6. Редагування і гнучка металів

§ 7. Рубання металів

§ 8. Різання металів

§ 9. Обпилювання металів

§ 10. Свердління, зенкування, зенкування та розгортання отворів

§ 11. Нарізування різьби

 ГЛАВА III.

МАШИНОБУДІВНІ МАТЕРІАЛИ

§ 12. Внутрішня будова та властивості металів і сплавів

§ 13. Чавун

§ 14. Сталь

§ 15. Тверді сплави мінералокерамічні

§ 16. Кольорові метали і їх сплави

§ 17. Короткі відомості про пластмасах та інших неметалічних матеріалах

 ГЛАВА 4.

ОСНОВНІ ВІДОМОСТІ ПРО ВЗАЄМОЗАМІННІСТЬ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

§ 18. Поняття про взаємозамінності, допусках і посадках

§ 19. Шорсткість, відхилення форм та розташування поверхонь деталей

ГЛАВА V.

КОНТРОЛЬНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ ІНСТРУМЕНТИ І ТЕХНІКА ВИМІРЮВАНЬ

§ 20. Вимірювання лінійних величин

§ 21. Вимірювання кутових величин

§ 22. Контроль повірочними інструментами

ГЛАВА VI.

ВІДОМОСТІ ПРО МАШИНОБУДІВНИХ КРЕСЛЕННЯХ

§ 23. Поняття про Єдину систему конструкторської документації та її основні положення

§ 24. Читання машинобудівних креслень і схем

ГЛАВА VII.

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ОБРОБКИ ДЕТАЛЕЙ

§ 25. Побудова технологічного процесу

§ 26. Технологічна документація

РОЗДІЛ VIII

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС СКЛАДАННЯ ДЕТАЛЕЙ

§ 27. Роз'ємні з'єднання

§ 28. Нероз'ємні з'єднання

§ 29. Зборка деталей

РОЗДІЛ IX

МЕТАЛОРІЗАЛЬНІ ВЕРСТАТИ

§ 30. Класифікація металорізальних верстатів

§ 31. Поняття про пристрої металорізальних верстатів

РОЗДІЛ X

ВИДИ ОБРОБКИ МЕТАЛІВ

§ 32. Термічна обробка

§ 33. Лиття

§ 34. Обробка тиском

§ 35. Зварювання

§ 36. Електрофізичні та електрохімічні методи обробки

 РОЗДІЛ XI

ОСНОВИ ЕКОНОМІКИ, ОРГАНІЗАЦІЇ ПРАЦІ І ВИРОБНИЦТВА

§ 37. Питання економіки та організації праці на машинобудівному підприємстві

§ 38. Питання охорони природи та навколишнього середовища на підприємствах

§ 39. Автоматизація виробництва - головний напрямок науково-технічного прогресу в машинобудуванні

§ 40. Система підготовки і підвищення кваліфікації робітників