ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЗАГОТОВКИ НА КАЧЕСТВО ШТАМПОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полный текст

Главным критерием качественного формообразования является вытяжка без разрушения, т.е., обеспечение такого напряженного состояния, при котором в стенках вытягиваемой заготовки не возникает растягивающих напряжений, приводящих к разрыву металла [1-3]. В справочной литературе имеется большое количество рекомендаций по определению оптимальной формы заготовок, обеспечивающих качественное получение деталей коробчатой формы [4]. Однако, существует технологический дефект как волнистость стенок детали, с которым дело обстоит гораздо сложнее, т.к. порой ни при каких формах и размерах заготовки с ним не удается справиться. Исследование подобной задачи производилось на примере детали «Крышка», входящей в комплектацию холодильных установок промышленного типа, вытягиваемой из заготовки стали 08кп размерами 0,7?475?390 мм. Натяжение заготовки при вытяжке осуществляется перетяжными порогами, установленными по одному вдоль длинных сторон полости матрицы. Причем перед вытяжкой в соответствии с общепринятыми рекомендациями в заготовках обрезают углы (рис. 1, а) [5]. Рис. 1. Деталь «Крышка», полученная из заготовки с обрезанными (а) и необрезанными (б) углами Возникшие при этом на боковых стенках готового изделия упругие волнообразные прогибы - так называемые «хлопуны», портили его внешний вид и эксплуатационные характеристики. В эксперименте по исследованию возможности экономии металла для вытяжки той же детали использовали заготовку меньших размеров 0,7?430?360 мм, причем перед вытяжкой углы заготовки не обрезали, и получили такую же качественную деталь, но вид стенок был значительно лучше (рис. 1, б). Для объяснения полученных результатов вытягивали по три детали с обрезанными и необрезанными углами из заготовок одинаковых габаритных размеров 0,7?475?390 мм. На одной длинной и одной короткой боковых стенок наносили координатную сетку и, используя вертикальный магнитный стол, замеряли упругие искажения - волнистость. Полученные результаты указывают на принципиальное различие качественных показателей вытяжки: - использование заготовок с обрезанными углами приводит к волнообразному отклонению длинных стенок до 1,5 мм от идеального контура детали, что делает заметной искажение формы и портит внешний вид изделий (рис. 2); - использование заготовок с необрезанными углами увеличивает абсолютное искажение до 2,1 мм, но позволяет получить плавный (без волн) прогиб. Таким образом, несмотря на то, что меньшая волнообразность наблюдается на заготовках с обрезанными углами, лучший внешний вид изделий обеспечивается заготовками с необрезанными углами. Рис. 2. Величина волнистости вдоль линии L2 на длинной стенке изделия (цифрами 1, 2, 3 отмечены результаты замеров для трех разных изделий) Дополнительное натяжение заготовки за счет углов фланца практически не влияет на качество поверхности коротких стенок изделия (рис. 3). Рис. 3. Величина волнистости вдоль линии L2 на короткой стенке изделия В результате, отклонение поверхности детали от своей плоскостности с образованием волнистости стенок является следствием неэффективно работающего прижима, что необходимо учитывать при вытяжке. Для повышения качества стенок коробчатых деталей полученных вытяжкой, предлагается новое решение: при обычной технологии вытяжки, листовая прямоугольная в плане заготовка 2 втягивается в матрицу 1 (рис. 4). При этом в любой точке фланца действуют сжимающие тангенциальные ?? и растягивающие радиальные ?? напряжения. Перетяжные пороги 3 осуществляют торможение фланца заготовки в направлении его радиального перемещения ?, в результате чего величина радиальных растягивающих напряжений увеличивается, тем самым уменьшается вероятность гофрообразования [6-8]. Использование дополнительных тормозных ребер 4 при перемещении фланца в полость матрицы, приведет к появлению сил Р, создающих дифференцированное растяжение металла на отдельных участках заготовки в тангенциальном направлении ? [9]. За счет дополнительного растяжения фланца в зонах I величина сжимающих тангенциальных напряжений уменьшается, вследствие чего предотвращаются потери устойчивости и образование гофр в этих зонах. Выводы: Создание дополнительного сопротивления перемещению металла в углах плоской заготовки обеспечит повышение качества вытягиваемых коробчатых деталей, как с фланцем, так и без фланца и экономию металла за счет значительного сокращения массы технологического припуска. Рис. 4. Матрица для листовой вытяжки

Об авторах

ЮРИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ МОРОЗОВ

Московский политехнический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: akafest@mail.ru

8(916)877-66-96

111250, Москва, Б. Семеновская, 38

ЕВГЕНИЙ ЮРЬЕВИЧ ВЕРХОВ

Московский политехнический университет

Email: akafest@mail.ru

канд. техн. наук, доц.

111250, Москва, Б. Семеновская, 38

ЕЛЕНА ВАСИЛЬЕВНА КРУТИНА

Московский политехнический университет

Email: akafest@mail.ru

канд. техн. наук, доц.

111250, Москва, Б. Семеновская, 38

Список литературы