Необходимость использования прижима

 

При вытяжке тел вращения пластическая деформация чаще всего характеризуется коэффициентом вытяжки m, который определяют как отношение диаметра (по серединному сечению) изделия после вытяжки к диаметру до вытяжки:

 

,

(7)

 

где m – коэффициент вытяжки;

d – диаметр изделия после операции вытяжки, мм;

D – диаметр изделия до операции вытяжки, мм.

Для первого перехода D соответствует диаметру исходной плоской заготовки. Если вычисляется отношение диаметра изделия, заданного чертежом, т.е. окончательно изготовленного, к диаметру плоской заготовки, то получают общий коэффициент вытяжки m_ОБЩ. В том случае, когда определяется отношение диаметров заготовки до и после однократного пропуска в отверстие матрицы, говорят о коэффициенте вытяжки соответствующего перехода: m ₁ – на первом переходе; m ₂ – на втором и т.д.

Коэффициент вытяжки – величина меньшая единицы. Чем меньше значение коэффициента вытяжки, тем больше деформируется металл. Однако уменьшение коэффициента вытяжки ограничено прочностью протянутого изделия и условием появления складок (гофров) на заготовке. Появление складок на цилиндрической поверхности изделия можно в некоторой степени предотвратить применением прижима (см. рис. 2),
но часто в прижиме нет необходимости. Установлено, что при вытяжке гофры не образуются, если:

 

,

(8)

 

где – относительная толщина заготовки, выраженная в процентах.

Если коэффициент вытяжки удовлетворяет условию (8), то вытяжку можно производить без прижима. В случае, когда требуется коэффициент вытяжки меньше, чем рассчитанный по формуле (8), необходимо применить прижим – складкодержатель. По итогам сравнения значений следует сделать вывод об использовании или не использовании прижима.

 

Расчет количества переходов

Для определения возможности получения заданной гильзы за один переход необходимо сравнить минимально допустимые значения коэффициента вытяжки на первом переходе, определенные опытным путем (табл. 3), с расчетным значением общего коэффициента вытяжки m_ОБЩ.

 

Таблица 3

 

Допускаемые минимальные коэффициенты вытяжки

деталей из сталей 08кп, 10, 20 и мягкой латуни

 

Коэффициент вытяжки на переходах	Относительная толщина заготовки , %
св. 0,1 до 0,3	св. 0,3- до 0,6	св. 0,6 до 1,0	св. 1,0 до 1,5	св. 1,5 до 2,0	св. 2,0
m 1	0,59	0,57	0,55	0,53	0,51	0,5
m 2	0,82	0,81	0,80	0,79	0,78	0,77
m 3	0,83	0,82	0,81	0,8	0,79	0,78
и т.д.

 

Если определяемое по табл. 3 значение минимально допустимого коэффициента вытяжки m₁ окажется больше, чем требуемый общий коэффициент вытяжки m_ОБЩ, это означает, что за один переход гильзу изготовить невозможно – следует принять вытяжку в несколько переходов.
В таком случае на первом переходе необходимо проектировать минимально допустимый коэффициент вытяжки из табл. 3. Это связано с тем, что для многооперационной вытяжки допустимый коэффициент вытяжки каждого последующего перехода больше предыдущего в связи с упрочнением материала в результате его пластической деформации. Число переходов, необходимых для вытяжки высоких гильз, определяется путем последовательного подсчета диаметров вытяжки (d₁, d₂, … d_n) на каждом переходе до получения диаметра, равного заданному диаметру детали.

 

Расчет усилия вытяжки

 

В общем виде усилие, необходимое при вытяжке, определяется как сумма

 

,

(9)

 

где Р_ДЕФ – усилие деформации заготовки;

Q – усилие прижима.

 

Усилие, необходимое для вытяжки детали без ее разрушения, не должно превышать предельного значения, равного прочности детали в ее наиболее слабом сечении. Максимально допустимое усилие вытяжки (Р_ДЕФ), при котором не допускается отрыв дна вытягиваемой цилиндрической гильзы, определяется из условия:

 

,

(10)

 

где – предел прочности на растяжение материала заготовки;

 

Таблица 4

 

Предел прочности на растяжение материалов заготовок

в отожженном состоянии (средние значения)

 

Материал	Сталь 08кп	Сталь 10	Сталь 20	Латунь Л68
, МПа

 

k – эмпирический коэффициент, учитывающий напряжения в стенках вытягиваемого изделия. Данный коэффициент зависит от величины коэффициента вытяжки m:

 

m	до 0,55	св. 0,55 до 0,58	св. 0,58 до 0,60	св. 0,60 до 0,63	св. 0,63 до 0,65	св. 0,65 до 0,68	св. 0,68 до 0,70	св. 0,70 до 0,73	св. 0,73 до 0,75	св. 0,75 до 0,78
k		0,93	0,86	0,79	0,72	0,66	0,6	0,55	0,5	0,45

 

Усилие прижима Q вычисляют исходя из удельного усилия и площади его приложения, т.е. площади кольцевой части заготовки, ограниченной диаметром пуансона и текущим диаметром самой заготовки

 

,

(11)

 

где F – площадь части заготовки, зажатой между матрицей и прижимом;

q – удельное усилие, зависящее от вида штампуемого материла.

 

Материал	Сталь 08кп	Сталь 10	Сталь 20	Латунь Л68
q	2,8	2,5	2,2	1,8

 

Для цилиндрических деталей:

 

(12)

 

Усилие прижима обычно составляет 10-30 % от усилия деформации при вытяжке.