Размеры заготовки для вытяжки.

 

 

Для определения размеров плоской заготовки при вытяжке полых тел существует пять методов. Аналитические методы: метод равенства поверхностей, метод равенства объемов, метод равенства масс. Графические методы: графоаналитический метод, графи­ческий метод.

Метод равенства объемов используют для определения размеров заготовки при вы­тяжке с утонением материала. Методом равенства масс пользуются при наличии гото­вого образца изделия. Графоаналитическим методом определяют размеры заготовок для деталей сложной формы.

Методом равенства поверхностей рассчитывают размеры заготовок при вытяжке без утонения материала. При этом полагают, что толщина и площадь поверхности заготовки при вытяжке не изменяются: F3=Fd,

где F3 - площадь поверхности заготовки, мм;

Fd - площадь поверхности детали, мм.

Для круглой плоской заготовки Fd= , отсюда Dз=1,13

где Dз - диаметр заготовки, мм.

Площадь поверхности детали Fd вычисляется путем суммиро­вания площадей поверхностей геометрически простых элемен­тов, из которых состоит деталь (рис.8), диаметр заготовки можно определить, применяя следующую зависимость:

Dз= =1.13

Где i - поверхность геометрически простого элемента дета

 

Площади поверхности элементов детали (рис.8)

,

,

,

,

.

 

При расчете диаметра заготовки для вытяжки осесимметричной детали необходимо учитывать припуск на обрезку волнистой кромки полуфабриката, которая образуется вследствие плоскост­ной анизотропии механических свойств материала заготовки. Выпуклые участки кромки называют фестонами, их высота до­стигает 20 % высоты детали. Фестоны располагаются на участках кромки детали симметрично относительно направления прокатки (рис. 9а).

Рис.9а. Деталь с фестонами

 

 

Площадь поверхности детали определяют как сумму площадей элементарных поверхностей (рис.8) с учетом припуска на обрезку

(Таблица 1,2).

 

 

Таблица 1.

Припуск на обрезку деталей без фланца, мм

H,мм	Припуск при H/dср
0.5 0.8	0.8 1.6	1.6 2.5	2.5 4
	1,5	2,0	2,5	3,0
	2,0	2,5	3,5	4,0
	3,0	3,5	5,0	5,5
	5,0	5,5	7,5	8,5
	6,0	6,5	9,0	10,0
	7,0	7,5	10,5	11,5
	8,0	9,5	13,0	14,0

 

 

Таблица 2.

Односторонний припуск на обрезку деталей с фланцем.

 

H,мм	Припуск при H/dср
1,5	1,5 2,0	2,0 2.5	2.5 3
	2,5		1,5	1,0
	3,5	3,0	2,5	2,0
	4,5	4,0	3,0	2,5
	5,5	4,7	3,7	3,0
	6,5	5,5	4,5	3,5
	7,5	6,2	5,2	4,0
	8,5	7,0	6,0	4,5

 

При определении диаметра заготовок для деталей, получаемых вытяжкой и имеющих стенку толщиной менее 2 мм, расчет ве­дется по наружным (внешним) размерам детали, а для деталей со стенкой толщиной свыше 2 мм — по срединным ее размерам.

В качестве примера можно определить диаметр заготовки для осесимметричной детали с учетом припуска на обрезку неровного края Н. Для цилиндрического стакана без фланца (см. рис. 10)

Рис.10

условие равенства площади поверхности заготовки и детали определяется уравнением:

Dз=

Эта формула вытекает из формулы:

Dз= =1.13

 

 

Предельные коэффициенты вытяжки.

Число операций, необходимое для получения готовой детали, зависит от ее высоты и диаметра, относительной толщины заготовки S/Dз, и механических свойств материала. Проектируемый технологический процесс вытяжки должен содержать минимально воз­можное число операций. Это обеспечивается на каждой операции таким изменением по­перечного сечения заготовки и таким уменьшением толщины стенки в опасном сечении, чтобы напряжение и деформации, возникающие в материале, не приводили к его разру­шению.

Допустимая величина вытяжки определяется предельным коэффициентом вытяжки:

,

где di-1,di - диаметры детали соответственно до и после i-той операции вытяжки.

Суммарное значение коэффициента вытяжки за n-ое число операций определяется по выражению:

где dn - диаметр цилиндрического участка оболочки, вытягиваемой на n-ой операции.

Значения коэффициентов вытяжки цилиндрических оболочек из сталей марок 08, 10, латуней Л59-Л80 и алюминия на тороидальной матрице с прижимом, без промежуточных отжигов приведены в таблице 3.

Предельные значения коэффициентов вытяжки цилиндрических оболочек из сталей марок 08, 10, латуней Л59-Л80 и алюминия на конусно- тороидальной матрице без при­жима и без промежуточного отжига приведены в таблице 4.

Таблица 3

Коэффициенты вытяжки цилиндрических оболочек с прижимом на тороидальной матрице.

 

 

Коэффициент вытяжки ki	Относительные толщины заготовки [S/Dз,] 100 %
2-1,5	1,5-1,0	1,0-0,6	0,6-0,3	0,3-0,1
k1	1,88-1,96	1,78-1,88	1,72-1,78	1,66-1,72	1,61-1,66
k2	1,28-1,31	1,26-1,28	1,23-1,26	1,21-1,23	1,20-1,23
k3	1,25-1,26	1,23-1,25	1,21-1,23	1,20-1,21	1,17-1,20
k4	1,19-1,21	1,17-1,19	1,16-1,17	1,14-1,16	1,12-1,14,
k5	1,14-1,17	1,09-1,14	1,08-1,09	1,07-1,08	1,06-1,07

Примечание: Меньшие значения коэффициентов вытяжки соответствуют большим радиу­сам закруглений на первых операциях [rM= ], большие значения - малым величинам

[rM=(4 6)S].

Таблица 4

Предельные значения коэффициентов вытяжки цилиндрических оболочек

без прижима на конусно - тороидальной матрице

 

	Относительные толщины заготовки [S/Dз,] 100 %
3,0	2,5	2,0	1,5	1,0
0,6	2,0	1,92	1,86	1,78	1,72
0,7	1,72	1,66	1,60	1,56	1,51
0,8	1,15	1,47	1,42	1,38	1,33

Примечание: d2/d1 - отношение нижнего диаметра конуса матрицы к верхнему. В случае применения промежуточных отжигов коэффициенты вытяжки на последующих операциях могут быть приняты одинаковыми: k₂=k₃=…=k_n-1=k_n.