Формоизменяющие операции листовой штамповки. Обжим и раздача. Обжим концов труб по сфере. Обжиме концов длинных труб Виды штампов для обжима трубных заготовок

Размеры деталей из труб проверяют после каждой технологической операции. Допуски на отклонение размеров задаются чертежами и техническими условиями на поставку деталей.

Длину заготовки или детали после операции отрезки проверяют нормальным мерительным инструментом: линейкой, рулеткой, штангенциркулем и др.

Контроль фасонного среза концов труб можно выполнить концевыми или цельными шаблонами, которые надевают на трубу, аналогично шаблонам обрезки контура (ШОК).

При повышенных требованиях к качеству фасонного среза трубы для контроля изготавливают специальные плазы.

ЗАДЕЛКА КОНЦОВ ТРУБ

Развальцовка

Развальцовка концов труб является наиболее часто применяемой операцией при изготовлении разъёмных ниппельных соединений трубопроводов гидравлических и масляных систем самолёта. Развальцовку труб диаметром до 20мм с толщиной стенки до 1мм можно производить вручную конусной оправкой двумя способами. Для этого конец трубы зажимают в приспособлении поз.2 , состоящем из двух половин с гнездом по наружному диаметру трубы и конусной частью по форме развальцовки и по оправке поз.1 наносят несколько ударов молотком или вращают вручную оправку поз.3 до получения требуемых размеров конуса.

Развальцовку труб диаметром до 20мм с толщиной стенки до 1мм можно производить вручную конусной оправкой двумя способами. Для этого конец трубы зажимают в приспособлении 2 , состоящем из двух половин с гнездом по наружному диаметру трубы и конусной частью по форме развальцовки и по оправке 1 наносят несколько ударов молотком или вращают вручную оправку до получения требуемых размеров конуса. Однако при развальцовке этими способами сложно получить требуемую правильность и чистоту внутренней конусной поверхности. Эти качества особенно важны для ниппельных соединений, в которых герметичность создаётся без дополнительных уплотнений. Кроме того, указанные способы малопроизводительны. Поэтому концы труб более рационально развальцовывать на специальных трубо-развальцовочных станках. Сущность процесса развальцовки концов труб на станке состоит в получении конического

Раструба действием сосредоточенной силы изнутри трубы с помощью вращающегося инструмента.

При развальцовке происходит уменьшение исходной толщины стенки трубы S 0 до S 1 . Толщину стенки на краю развальцовки можно рассчитать по формуле

Где S 1 --- толщина стенки в торце раструба;

S 0 --- толщина стенки трубы в цилиндрической части;

D 0 --- наружный диаметр трубы до развальцовки;

D 1 --- наружный диаметр трубы после развальцовки. Развальцовку коротких труб производят на развальцовочных штампах.

Обжим концов труб

Трубы с обжатыми концами применяют в конструкции жёстких тяг управления самолётом. Схема процесса обжима показана ниже.

Под действием сжимающих сил Р происходит уменьшение диаметра с D 0 до d , утолщение стенки с S 0 до S 1 и удлинение трубы с L 0 до L 1 .

Существует два способа обжима концов труб. Первый способ. Обжим проталкиванием трубы в кольцевую матрицу. Схема штампа для обжима труб показана выше. Заготовку детали (трубу) поз.2 диаметром D 0 укладывают в матрицу поз.3, имеющую конусную заходную и калибрующую часть с диаметром d. При рабочем ходе ползуна пресса пуансон поз.1 фиксирует по наружному диаметру трубу и проталкивает её нижнюю часть в матрицу, обжимая конец трубы до диаметра d .

Предел уменьшения диаметра исходной трубы определяется потерей устойчивости (продольным изгибом) стенки не обжатой части и пластичностью материала. Потеря устойчивости наступает в момент, когда напряжение в материале достигает предела текучести. На устойчивость стенки трубы влияет отношение толщины трубы к наружному диаметру S 0 / D 0 .

Максимальная степень обжима труб определяется предельным значением коэффициента обжима Kобж, .

Для увеличения Kобж применяют подпор стенки трубы между матрицей и пуансоном, предотвращающий потерю устойчивости.

Хорошие результаты получаются при местном нагреве конца трубы, уменьшающем предел текучести материала в деформируемой части. Вследствие уменьшения давления на трубы потеря устойчивости наступает значительно позже. Этот способ особенно эффективен при обжиме труб из алюминиевых сплавов. В связи с высокой теплопроводностью этих сплавов нагревают не трубу, а матрицу; труба нагревается от контакта с матрицей.

Второй способ. Обжим в разъёмных штампах.

По первому способу длинные трубы обжимать не целесообразно, так как необходимы прессы с большой закрытой высотой, крупные штампы и специальные зажимы, предохраняющие трубу от продольного изгиба. Более широкое распространение имеет способ обжима концов особенно длинных труб на разъёмных штампах.Схема процесса показана.

Схема процесса обжима концов труб разъёмными матрицами.Поз.1 и 3 – верхний и нижний бойки штампа, поз.2 – труба, поз.3 – калибрующая оправка.

Верхний и нижний бойки поз. 1 и 4 штампа имеют рабочую часть, проточенную в сомкнутом состоянии и соответствующую форме обжатой части трубы. Бойки совершают частое возвратно-поступательное движение (вибрируют), обжимая конец трубы поз.2. Трубу постепенно подают в штамп до получения требуемой длины обжатой части.

В тех случаях, когда необходимо получить точный внутренний диаметр обжатой части трубы, внутрь вводят калибрующую оправку поз.3 и подают её в штамп вместе с трубой. После окончания процесса оправку вынимают из трубы. Преимущества процесса обжима концов труб в вибрационной разъёмной матрице следующие:

а) создаются более благоприятные условия для пластической деформации, чем при обжиме кольцевой матрицей;

б) осевое усилие трубы в штамп Q значительно меньше, чем в первом способе;

в) уменьшается количество переходов;

г) можно применять оправку, что позволяет получать калиброванный внутренний диаметр трубы без последующей механической обработки.

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке деталей эластичными средами из трубчатых заготовок. Штамп содержит матрицу, состоящую из верхней и нижней частей, пуансон, эластичную среду. Матрица расположена в контейнере и в ней установлена трубчатая заготовка с размещенной в ней эластичной средой, в нижней и верхней частях матрицы выполнено отверстие переменного диаметра, обеспечивающее обжим концевых участков трубчатой заготовки и раздачу ее средней части. Технический результат заключается в повышение технологических возможностей операции штамповки деталей из трубчатых заготовок за счет одновременного выполнения обжима и раздачи трубчатой заготовки.

Полезная модель относится к обработке металлов давлением, в частности к штамповке деталей эластичными средами из трубчатых заготовок.

Известно устройство для раздачи труб (Применение полиуретана в листоштамповочном производстве / В.А.Ходырев - Пермь: 1993. - с.218, см. стр.125), состоящее из разъемной матрицы, пуансона. В матрице размещена трубчатая заготовка, внутри которой помещена эластичная среда. Данное устройство позволяет изготавливать детали из труб с помощью раздачи трубчатой заготовки эластичными средами по жесткой матрице.

Недостаток данного устройства заключается в его низких технологических возможностях. Устройство позволяет осуществлять только раздачу трубы, что проявляется в увеличении размера поперечного сечения трубчатой заготовки, определяемом предельным коэффициентом формоизменения.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение технологических возможностей операции штамповки деталей из трубчатых заготовок. Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в повышение технологических возможностей операции штамповки деталей из трубчатых заготовок за счет одновременного выполнения обжима и раздачи трубчатой заготовки.

Это достигается тем, что в штампе для раздачи и обжима трубчатой заготовки, содержащим матрицу, состоящую из верхней и нижней частей, пуансон, эластичную среду, в нижней и верхней частях матрицы выполнено отверстие переменного диаметра, обеспечивающее обжим концевых участков трубчатой заготовки и раздачу ее средней части.

Новым в заявленном устройстве является то, что матрица расположена в контейнере и в нижней и верхней частях матрицы выполнено отверстие переменного диаметра, обеспечивающее обжим концевых участков трубчатой заготовки и раздачу ее средней части.

Благодаря тому, что матрица, состоящая из верхней и нижней частей, расположена в контейнере, обеспечивается надежное перемещение верхней части матрицы, т.к. контейнер служит для нее направляющей. Благодаря тому, что в нижней и верхней частях матрицы выполнено отверстие переменного диаметра, обеспечивающее обжим концевых участков трубчатой заготовки и раздачу ее средней части, в совокупности с остальными признаками обеспечивается одновременное обжатие концов трубчатой заготовки и раздача ее средней части. Благодаря тому, что в частях матрицы выполнено отверстие переменного диаметра так, что в тех местах матрицы, где установятся концевые участки трубчатой заготовки, диаметр отверстия выполнен меньше диаметра трубной заготовки, то это обеспечит обжатие концевых участков заготовки. Благодаря тому, что диаметр отверстия переменный, а именно, выполнен большим, чем диаметр трубной заготовки в тех частях матрицы, где окажется средняя часть трубчатой заготовки, возможно осуществить раздачу ее средней части. Кроме того, выполнение отверстия в частях матрицы переменным диаметром, т.е. от диаметра, меньшего диаметра трубной заготовки, до диаметра, большего диаметра трубной заготовки, обеспечивает вертикальную установку трубной заготовки в матрице.

Конструкция штампа позволяет осуществить одновременно обжим концевых участков трубной заготовки и раздачу ее средней части.

Заявителю не известны объекты с данной совокупностью существенных признаков, следовательно, заявляемое техническое решение обладает новизной.

Полезная модель поясняется графически. На фигуре показан штамп для раздачи и обжима трубчатой заготовки.

Штамп включает нижнюю часть 1 матрицы, контейнер 2. На нижней части 1 матрицы устанавливается вертикально трубчатая заготовка 3. Штамп также включает верхнюю часть 4 матрицы, эластичную среду 5, например, полиуретановые гранулы. Из заготовки 3 получают готовую деталь 6. Эластичная среда 5 располагается в трубчатой заготовке 3 и в отверстии 8 переменного диаметра в верхней части 4 матрицы и в отверстии 7 переменного диаметра в нижней части 1 матрицы, штамп также включает пуансон 9.

Штамп работает следующим образом: нижнюю часть 1 матрицы устанавливают в контейнер 2, внутрь нижней части матрицы вертикально вставляют трубчатую заготовку 3, а сверху устанавливают верхнюю часть 4 матрицы. В отверстие 8 в верхней части 4 матрицы засыпают эластичную среду 5 внутрь трубчатой заготовки 3 и в отверстие 7 в нижней части 1 матрицы. Посредством перемещения ползуна пресса (на фиг. не показан) с усилием Р перемещается пуансон 9, который вызывает движение верхней части 4 матрицы, что приводит к перемещению трубчатой заготовки 3 в отверстие 8 переменного диаметра в верхней части 4 матрицы и к перемещению трубчатой заготовки 3 в отверстие 7 переменного диаметра в нижней части 1 матрицы, что приводит к обжиму концевых участков трубчатой заготовки 3. Усилие Р также передается на эластичную среду 5, через которое в свою очередь передается на стенки трубчатой заготовки 3, что приводит к раздаче ее средней части. После выхода ползуна пресса и пуансона 9 в максимальное верхнее положение производится выемка готовой детали 6 и эластичной среды 5 в обратной последовательности.

Штамп для раздачи и обжима трубчатой заготовки, содержащий матрицу, состоящую из верхней и нижней частей, пуансон, эластичную среду, отличающийся тем, что матрица расположена в контейнере и выполнена с отверстиями переменного диаметра в нижней и верхней частях для возможности обжима концевых участков трубчатой заготовки и одновременной раздачи ее средней части.

О П И С А Н И Е ()664722

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Д. Н. Корнеев (71) Заявитель (54) ШТАМП ДЛЯ ОБЖИМА ТРУБЧАТЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение касается обработки металлов давлением и может быть использовано при штамповке деталей преимущественно из тонколистовых материалов.

Известны штампы для обжима, состоящие из нижней части, размещенной на столе пресса, и верхней обжимной матрицы с установленным концентрично внутри нее подпружиненным выталкивателем (1).

Заготовку помещают в нижнюю часть, а обжим производится верхней матрицей за удар пресса, готовая деталь из верхней части матрицы выталкивается подпружиненным выталкивателем. Недостаток известного штампа заключается в том, что им можно обжимать детали лишь с относительно толстыми стенками. Отношение толщины материала к диаметру обжимного контура при обжиме в известном штампе обусловлено и, во избежание образования складок, оно не должно превосходить определенных значений.

Известно, что этот недостаток частично устраняется в штампе для обжима полых заготовок, содержащем соосно установленные пуансон, обойму для наружного подпора заготовки, матрицу, оправку и выталкиватель, Оправка выполнена в виде смонтированных на пуансоне и концентрично установленных втулок из эластичного ма териала, и на выталкивателе установлен профилированный вкладыш, входящий в отверстие внутренней втулки оправки. Недо5 статок такого штампа в том, что им можно обжимать лишь полые сквозные заготовки без дна (2).

Известен и другой штамп для обжима тонкостенных заготовок, содержащий осно10 вание, матрицу и средство прижима, включающее эластичный пуансон с пуансонодержателем, эластичный буфер. Матрица выполнена в виде двух соосно расположенных частей, одна из которых смонтирована на

15 основании и подпружинена в осевом направлении, а другая установлена концентрично пуансону с возможностью осевого перемещения вместе с ним, при этом эластичный буфер размещен по оси штампа меж20 ду пуансонодержателем и другой частью матриц и имеет ббльшую жесткость, чем эластичный пуансон (3).

Штамп работает следующим образом.

Заготовка устанавливается в нижнюю часть матрицы. При движении ползуна пресса вниз обе части матрицы смыкаются, эластичный пуансон, сжимаясь, заполняет все пространство матрицы, прижимая заготовку к стенкам матрицы. При дальнейшем движении ползуна верхняя часть мат664722 рицы обжимает заготовку, а пуансонодержатель прп этом перемещается вверх, сжимая эластичный буфер.

Данное устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Однако давление, с которым эластичный пуансон прижимает заготовку к стенкам матрицы, меняется на всей длине хода ползуна пресса, достигая своего максимального значения в конце хода. Оно не регулируется и, в конечном итоге, зависит от жесткости и габаритных размеров эластичного буфера.

Технологические возможности штампа ограничены при обжиме полых деталей, имеющих дно. При обжиме детали без дна, обжатая заготовка в начале движения верхней части штампа вверх прижимается к матрице эластичным пуансоном до тех пор, пока эластичный пуансон не примет первоначальную форму. При обжиме стенок сосуда, имеющего дно, все давление, которое создает эластичный буфер внутри заготовки, воспринимается стенками сосуда. Это обстоятельство позволяет обжимать лишь достаточно прочные сосуды, способные выдерживать давление, создаваемое при обжатии.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей штампа, а именно обеспечение возможности обжима сосудов с относительно тонкими стенками и имеющих дно без образования складок за счет обеспечения возможности регулирования усилия прижима пуансона.

Указанная цель достигается тем, что известный штамп снабжен гидроцилиндром, корпус которого выполнен в матрице по ее оси, а поршень связан с эластичным пуансоном, и гидроаккумулятором, соединенным с подпорш невой полостью гидроцилиндра.трубопроводом с клапаном, регулирующим давление жидкости.

Наличие гидравлики позволяет регулировать с помощью клапанов давление внутри штампа (усилие прижима) в необходимой степени и снимать это давление, сообразуясь с технологической целесообразностью, чего невозможно сделать в известных штампах.

На чертеже изображен штамп в разрезе, причем левая от оси половина чертежа изображает штамп в открытом положении, а правая — в закрытом.

Штамп состоит из обжимной матрицы 1, укрепленной на ползуне пресса, с помещенным внутри нее поршнем 2, внизу которого укреплен пуансон 3 из эластичного материала. Пространство над поршнем сообщено трубопроводом 4 с гидроаккумулятором 5 через обратный клапан 6 и регулируемый клапан 7. Нижняя часть штампа, установленная на столе пресса, состоит из подвижной обоймы 8, подпружиненной пру5

65 жинами 9, и неподвижного основания 10, на которос устанавлпвастся заготовка 11.

Штамп работает следующим образом.

Заготовка 11 устанавливается в подвижную обойму 8 на основание 10. При движении ползуна пресса вниз пуансон 3 касается дна заготовки, деформируется и заполняет собой полость заготовки. Обжимная матрица 1 нижней кромкой касается обоймы 8 и при дальнейшем движении вниз эластичный пуансон заполняет всю полость заготовки 11 и конуса обжимной матрицы 1 до того, как основание конуса матрицы коснется верхней кромки заготовки. Давление над поршнем 2 возрастает в прсдслах регулировки клапана 7, и поршень 2 остается на месте. Г1рп дальнейшем движении ползуна вниз давление над поршнем 2 резко возрастает, и жидкость, преодолевая усилие пружины клапана 7, перетекает в гидроаккумулятор 5. Поршень 2 движется вверх, и конус матрицы 1 обжимает стенку заготовки 11.

Когда ползун займет крайнее нижнее положение, воздействием со стороны на клапан 7 сбрасывается давление над порш нем 2, под действием эластичного пуансона

3 поршень 2 перемещается вверх, а эластичный пуансон частично освобождает полость изделия. При движении ползуна пресса вверх поршень 2 перемещается вниз под давлением гидроаккумулятора 5. Кидкость в пространство над поршнем поступает через обратный клапан 6. Деталь 11 эластичным пуансоном 3 выталкивается из обжимной матрицы.

Существенным моментом для конструкции штампа является возможность регулировать давление прижима и сбрасывать это давление в тот момент, когда давление внутри заготовки воспринимается матрицей.

Оба эти обстоятельства в совокупности расширяют технологические возможности штампа, позволяют обжимать тонкостенные детали, которые в настоящее время изготавливаются с помощью ротационной вытяжки и, в конечном итоге, обеспечивают повышение производительности труда на этих операциях.

Формула изобретения

Штамп для обжима трубчатых заготовок, содержащий смонтированную на основании обойму, матрицу и установленный соосно матрице прижимной эластичный пуансон, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования усилия прижима пуансона, он снабжен гидроцилиндром, корпус которого выполнен в матрице по ее оси, а поршень гидроцилиндра связан с эластичным пуансоном, а также гидроаккумулятором, соединенным с надпоршневой полостью гидроцилиндра трубопроводом с клапаном, регулирующим давление жидкости

Составитель И. Капитонов

Техред Н. Строганова

Корректоры: Л. Орлова и А. Галахова

Редактор В. Кухаренко

Заказ 82812 Изд. № 337 Тираж 1034 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1I3035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Листовая штамповка, атлас схем, М., Машиностроение, 1975, стр. 115, рис. 308.

PAGE 124

ЛЕКЦИЯ № 17

Формоизменяющие операции листовой штамповки. Обжим и раздача

План лекции

1. Обжим.

1.1. Основные технологические параметры обжима.

1.2. Определение размеров исходной заготовки.

1.3. Определение потребной силы при обжиме.

2. Раздача.

2.1. Основные технологические параметры раздачи.

2.2. Определение размеров исходной заготовки.

3.3. Конструкции штампов.

1. Обжим

Обжим представляет собой операцию, при помощи которой производится уменьшение поперечного сечения открытого конца предварительно вытянутого полого изделия или трубы.

При обжиме открытый конец полой заготовки или трубы вталкивается в воронкообразную рабочую часть матрицы, имеющую форму готового изделия или промежуточного перехода (рис. 1). Кольцевая матрица имеет рабочую полость с прямолинейной, наклонной к оси симметрии или криволинейной образующей.

Рисунок 1- Схема процесса обжима

Если обжим ведут в свободном состоянии, без противодавления заготовки снаружи и изнутри, пластически деформируется лишь ее участок, находящийся в полости матрицы, остальная часть деформируется упруго. Обжимом получают горловины цилиндрических бидонов, баллоны аэрозольной упаковки, различные переходники трубопроводов, горловины гильз и др. изделия.

1.1. Основные технологические параметры обжима

Деформируемая часть заготовки при обжиме находится в объёмно деформированном и объемно-напряженном состоянии. В меридиональном и в окружном направлениях присутствуют сжимающие деформации и, сжимающие напряжения, в радиальном направлении (перпендикулярном образующей) растягивающие деформации и сжимающие напряжения кольцевых элементов полой заготовки. Если участь, что внутренняя поверхность полой заготовки при обжиме не нагружена, а при относительно тонкостенной заготовке мало по сравнению с, то можно принять, что схема напряженного состояния будет плоской – двухосное сжатие в меридианном и в окружном направлениях. Вследствие этого происходит некоторое утолщение стенок у края изделия.

Деформация при обжиме оценивается коэффициентом обжима, который представляет собой отношение диаметра заготовки к среднему диаметру деформированной ее части:

Величина утолщения может быть определена по формуле:

где – толщина стенки заготовки, мм;

– толщина стенки у края изделия после обжима, мм;

– диаметр полой заготовки, мм;

– диаметр готового изделия (после обжима), мм;

– коэффициент обжима.

Для тонких материалов ( 1.5 мм) отношения диаметров считают по наружным размерам, а для более толстых – по средним диаметрам. Коэффициенты обжима составляют для стальных изделий 0,85 – 0,90; для латуни и алюминия – 0,8- 0,85. Предельным коэффициентом обжима

Считают такой, при котором начинается потеря устойчивости заготовки и образования на ней поперечных складок. Предельный коэффициент обжима зависит от рода материала, величины коэффициента трения и угла конусности обжимной матрицы.

где - предел текучести материала;

П- линейный модуль упрочнения;

 - коэффициент трения;  = 0,2 -0,3;

 - угол конусности матрицы.

Оптимальный угол конусности матрицы при хорошей смазке и чистой поверхности заготовки составляет 12…16  , при менее благоприятных условиях трения – 20…25  .

Число обжимов можно определить по формуле:

Между операциями обжима обязателен отжиг. Размеры детали после обжима увеличиваются вследствие распружинивания на 0,5…0,8 % от номинальных размеров.

Обжим осуществляется в условиях неравномерного сжатия в осевом и окружном направлениях. При определенных критических значениях сжимающих напряжений  и  происходит локальная потеря устойчивости заготовки, завершающаяся складкообразованием.

А) б) в) г)

Рисунок 2 – Возможные варианты потери устойчивости при обжиме: а), б) – образование поперечных складок; в) образование продольных складок; г) пластическое деформирование дна

Следовательно, критическое значение коэффициента обжима регламентируется локальной потерей устойчивости. Для предотвращения образования складок при обжиме внутрь заготовки вводится расправочный стержень.

Критический коэффициент обжима, точность размеров деталей, получаемых обжимом, существенно зависит от анизотропных свойств материала заготовки. С увеличением коэффициента нормальной анизотропии R предельный коэффициент обжима увеличивается (K = D / d )*** K = d / D – меньше, т.к. при этом увеличивается сопротивление стенок заготовки утолщению и выпучиванию. Следствие плоскостной анизотропии при обжиме – образование фестонов на краевом участке обжатой заготовки. Это требует последующей обрезки и, следовательно, повышенного расхода материала.

Угол наклона образующей матрицы для обжима имеет оптимальное значение, при котором меридиональное напряжение минимально, при

 .

Если  0,1, то=21  36  ; а если  0,05, то = 17  .

При обжиме в конической матрице с центральным отверстием краевая часть заготовки при переходе из конической в цилиндрическую полость изгибается (поворачивается) и затем по мере прохождения через неё снова приобретает цилиндрическую форму, то есть поочередно происходит изгиб и спрямление краевой части заготовки под воздействием изгибающих моментов. Существенное влияние на точность диаметра обжатой части заготовки оказывает радиус закругления рабочей кромки матрицы (рисунок). Это объясняется тем, что естественный радиус изгиба (краевой части) заготовки имеет вполне определённое значение, зависящее от толщины, диаметра заготовки, угла наклона образующей матрицы.

=  (2 sin  ) .

Толщина краевой части заготовки может быть определена по следующей формуле: =; где - основание натурального логарифма.

Рисунок 3 –Обжим в конической матрице с центральным отверстием

Если  , то элемент заготовки, перемещающийся из конической части очага деформации в образующийся цилиндр, теряет контакт с матрицей и диаметр цилиндрической части обжатой детали или полуфабриката уменьшается на, то есть.

Если, то указанное явление не происходит, а диаметр обжатой части заготовки соответствует диаметру рабочего отверстия матрицы.

Из выше сказанного следует, что радиус матрицы должен удовлетворять следующему условию:

а возможное изменение диаметра цилиндрической части обжатой детали может быть определено по формуле:

1.3. Определение размеров исходной заготовки

Высота заготовки, предназначенной для обжима, из условия равенства объёма может быть определена по следующим формулам:

в случае цилиндрического обжима (рис. 4 ,а)

в случае конического обжима (рис.4 ,б)

в случае сферического обжима (рис. 4 ,в)

0.25 (1+).

Рисунок 4 –Схема для определения размеров заготовки

1.4.Определение потребной силы при обжиме

Сила обжима складывается из силы, необходимой для самого обжатия в конической части матрицы , и силы, необходимой для изгиба (поворота) обжатой кромки до упора в цилиндрический поясок матицы

Рисунок 5 –Схема для определения силы обжима

Участок Оа соответствует силе, необходимой для подгиба кромки заготовки на угол конусности матрицы; весь участок Ов соответствует; участок вс соответствует силе; участок cd соответствует скольжению кромки заготовки по цилиндрическому пояску матрицы, силе обжима возрастает незначительно.

По выходе заготовки из матрицы сила несколько падает и становится равной силе при установившемся процессе обжима Робж.

Сила определяется по формуле:

=  1-  1+  +  1-  1+  3-2 cos  ;

где  -экстраполированный предел текучести, равный  .

Обжим осуществляется на кривошипных и гидравлических прессах. При работах на кривошипных прессах силу следует увеличивать на 10-15 

Если  = 0,1…0,2; то

S 4.7

Данная формула дает достаточно точный расчет при  10…30  ; ,1…0,2

Приближенно деформирующее усилие можно определить по формуле:

2.Операция раздачи

Операция раздачи, применяемая для получения различных деталей и полуфабрикатов, имеющих переменное поперечное сечение, позволяет увеличить диаметр краевой части полой цилиндрической заготовки или трубы (рис. 6).

В результате этого процесса происходит уменьшение длины образующей заготовки и толщины стенки в зоне пластической деформации, охватывающей участок с увеличенными поперечными размерами. Раздача осуществляется в штампе с помощью конического пуансона, который деформирует пустотелую заготовку в виде отрезка трубы, стакана, полученного вытяжкой, или сваренной кольцевой обечайки, внедряясь в нее.

А) б) в)

Рисунок 6. - Типы деталей, получаемых раздачей: а)

2.1. Основные технологические параметры раздачи

Степень деформации при технологических расчетах определяется коэффициентом раздачи, представляющим собой отношение наибольшего диаметра деформированной части изделия к исходному диаметру цилиндрической заготовки:

Наименьшая толщина заготовки находится у кромки получаемой детали и определяется по формуле:

Чем больше коэффициент раздачи, тем больше утонение стенки.

Критическая степень деформации регламентируется одним из двух видов потери устойчивости: складкообразованием у основания заготовки и появлением шейки, приводящей к разрушению - трещине, в одном или одновременно нескольких участках кромки деформированной части заготовки (рис. 7).

Рисунок 7 – Виды потери устойчивости при раздаче: а) складкообразование у основания заготовки; б) появление шейки

Появление того или иного видов дефектов зависит от характеристик механических свойств материала заготовки, ее относительной толщины, угла наклона образующей пуансона, условий контактного трения и условий закрепления заготовки в штампе. Наивыгоднейший угол – от 10  до 30  .

Отношение наибольшего диаметра деформированной части заготовки к диаметру исходной заготовки, при котором может возникнуть местная потеря устойчивости, носит название предельного коэффициента раздачи.

Предельный коэффициент раздачи может быть на 10…15% больше, чем, указанный в таблице 1.

В случае осуществления операции с подогревом заготовки может быть на 20…30% больше, чем без подогрева. Оптимальная температура нагрева: для стали 08кп – 580…600  С; латуни Л63 – 480…500  С, Д16АТ – 400…420  С.

Таблица 1 – Значения коэффициента раздачи

Материал	При
		0,45…0,35		0,32…0,28
		без отжига	с отжигом	без отжига	с отжигом
сталь 10			1,05	1,15
алюминий		1,25	1,15	1,20

Силу раздачи можно определить по формуле:

где С – коэффициент, зависящий от коэффициента раздачи.

При.

2.3. Определение размеров исходной заготовки

Длина заготовки определяется из условия равенства объема заготовки и детали, а диаметр и толщина стенки принимаются равными диаметру и толщине стенки цилиндрического участка детали. После раздачи конический участок детали имеет неравномерную толщину стенки, изменяющуюся от до.

Продольная длина заготовки может быть определена по следующим формулам:

1. при раздаче по схеме а) (рис.8):

Рисунок 8. – Схема расчета исходной заготовки

2. при раздаче по схеме б) в случае если радиусы изгиба заготовки при перемещении ее на коническую часть пуансона и сходе с нее равны друг другу и их значения соответствуют:

2.4. Конструкции штампов

Конструктивная схема штампа для раздачи зависит от требуемой степени деформации. Если степень деформации не велика и коэффициент раздачи меньше предельного, то местная потеря устойчивости исключена. В этом случае применяются открытые штампы без противодавления на цилиндрический участок заготовки.

При высоких степенях деформации, когда коэффициент больше предельного, применяют штампы со скользящей втулкой-подпором, создающим противодавление на цилиндрический участок заготовки (рис. 9).

Скользящая втулка 4 спускается вниз регулируемыми по длине толкателями 3, закрепленными на верхней плите 1, что исключает возможность пережима заготовки на участке контакта пуансона 2, заготовки и скользящей втулки 4. Применение штампа со скользящей втулкой – подпором позволяет повысить степень деформации на 25 – 30%.

Рисунок 9- Схема штампа для раздачи с противодавлением: 1-плита верхняя; 2-пуансон; 3—толкатели; 4-втулка скользящая; 5-оправка; 6-пружины; 7-плита нижняя

Предельную степень деформации при раздаче конусным пуансоном также можно повысить, если на кромке заготовки получить небольшой фланец шириной при внутреннем радиусе изгиба (рис. 10). При раздаче фланец воспринимает без разрушения более высокие окружные растягивающие напряжения, чем кромка заготовки без фланца. При этом предельная степень деформации увеличивается на 15 – 20%.

Рисунок 10 - Схема раздачи заготовки с небольшим фланцем

Раздача заготовок в штампах может производиться на механических и гидравлических прессах.