Вытяжка с утонением стенки - Контрольная работа

Современные тенденции развития различных отраслей промышленности характеризуются резким повышением требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства. В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли цилиндрические детали, изготавливаемые вытяжкой с утонением стенки. Вытяжку с утонением применяют при изготовлении цилиндрических деталей высотой до 10 диаметров из материалов, обладающих достаточной пластичностью в холодном состоянии. Вытяжка с утонением позволяет получать детали, имеющие относительно точные размеры и высокие прочностные свойства, в два-три раза превышающие прочность исходного материала. Вытяжка с утонением стенки применяется для получения высоких пустотелых деталей или полуфабрикатов, у которых: - толщина дна больше толщины стенки;На рис.1 представлены конструкции пуансонов и матриц для проведения четырех последовательных операций при изготовлении тонкостенного цилиндра небольшого диаметра. Первый штамп (рис.1, а) устанавливается на прессе двойного действия и предназначен для комбинированной вырубки кружка и свертки колпачка. Остальные три штампа - б, в, г производят вытяжку с утонением. Первая операция (вырубка и вытяжка) производится обычно с автоматической подачей материала, причем за один рабочий ход получается несколько колпачков, так как используются многопуансонные штампы. На рис.3 представлена конструкция рабочей части пуансонов для вытяжки с утонением.Размеры заготовки для получения деталей вытяжкой с утонением стенки определяют объемным методом из условия равенства объемов заготовки и вытягиваемой детали, принимая при этом, что толщина донышка не изменяется. Определение размера заготовки при вытяжке цилиндра, у которого дно и боковые стенки имеют разную толщину. В этом случае исходят из равенства объемов изделия V? и заготовки V, то есть V? = V, так как S??S и F??F.Есть два способа вытяжки с утонением: - первую операцию (свертку) производят без утонения, а последующие вытяжки с утонением; с первой операции вытяжка ведется с утонением. Расчет числа операций при вытяжке с утонением производят исходя из допустимой степени деформации (или допустимого утонения стенок) на одну операцию. Так как при вытяжке с утонением стенок одновременно с уменьшением диаметра происходит резкое уменьшение толщины стенки, то степень деформации в этом случае определяют не по изменению диаметра, а по общему изменению площади поперечного сечения детали во время вытяжки. Если степень деформации определяется первым способом (при первой вытяжке-свертке без утонения), то число переходов для вытяжки определяют по формуле: n = (LGFN - LGF0) / (lg(1 - Кср))Усилие, необходимое для такой вытяжки, можно определить по формуле М.И. = ан · ?т · (1 ? · сtg?) · (Fn-1 - Fn) ? · ? · Dm · h · ?т, кг где: ан - коэффициент неравномерности деформации, равный ?s / ?d, ?s = S0 / S1 - коэффициент изменения толщины стенок; S0 / S1 - толщина стенки до и после вытяжки; Формула учитывает наибольшее число факторов, участвующих в процессе вытяжки: вид материала и его упрочняемость, степень деформации, конструкцию матрицы, трение, учет неравномерности деформации, фактор трения в цилиндрическом пояске матрицы. Для определения усилия вытяжки с утонением материала при толщине стенок более 3мм, используется формула Попова Е.А.: Рут.

Содержание

Введение

1. Определение термина «вытяжка с утонением стенки»

2. Штампы для вытяжки с утонением материала

3. Определение размеров заготовки при вытяжке с утонением материала

4. Определение числа и последовательности операций при вытяжке цилиндрических изделий с утонением материала

5. Определение усилия вытяжки с утонением материала

Список литературы

Современные тенденции развития различных отраслей промышленности характеризуются резким повышением требований к качеству и эксплуатационным свойствам изделий при снижении себестоимости их производства. Это стимулирует разработку высокоэффективных технологий, отвечающих указанным требованиям и реализующих экономию материальных и энергетических ресурсов, трудовых затрат. Процессы обработки металлов давлением (ОМД) относятся к числу высокоэффективных, экономичных способов изготовления металлических изделий.

Материалы, подвергаемые штамповке, как правило, обладают анизотропией механических свойств, которая может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на устойчивое протекание технологических процессов ОМД.

В различных отраслях машиностроения широкое распространение нашли цилиндрические детали, изготавливаемые вытяжкой с утонением стенки. При этом повышенные требования предъявляются к механическим характеристикам и показателям качества. Вытяжку с утонением применяют при изготовлении цилиндрических деталей высотой до 10 диаметров из материалов, обладающих достаточной пластичностью в холодном состоянии.

Вытяжка с утонением позволяет получать детали, имеющие относительно точные размеры и высокие прочностные свойства, в два-три раза превышающие прочность исходного материала. Это обеспечивается упрочнением металла при деформировании в сочетании с соответствующей термической обработкой.

Процессы пластического деформирования цилиндрических анизотропных заготовок в коническом канале мало изучены (осесимметричное напряженное и деформированное состояния).

Преимущества вытяжки с утонением: 1) экономия материала до 10 - 20%;

2) не требуется складкодержателем;

3) осуществляется на прессах простого действия;

4) обеспечивает более короткий технологический цикл;

5) улучшается качество изделий за счет упрочнения.

1. Определение термина «вытяжка с утонением стенки»

Вытяжка с утонением стенки применяется для получения высоких пустотелых деталей или полуфабрикатов, у которых: - толщина дна больше толщины стенки;

- деталей со стенкой, толщина которой уменьшается к краю (пуансон выполняют коническим);

- тонкостенных деталей, получение которых вытяжкой без утонения стенки затруднительно в связи с опасностью складкообразования.

Такая вытяжка увеличивает длину полой заготовки в основном за счет уменьшения толщины стенок исходной заготовки, степень деформации стенки при этом может составлять 40% - 60%. В процессе вытяжки с утонением происходит уменьшение первоначальной толщины стенки заготовки при относительно небольшом уменьшении ее диаметра. За одну операцию можно получить полуфабрикат значительно большей высоты, чем при вытяжке без утонения.

Вытяжка с утонением осуществляется проталкиванием заготовки в виде колпачка (полученного вытяжкой или каким-либо другим способом) через матрицу, которая имеет форму деформирующего конуса с углом 10? - 20?. Диаметр калибрующего пояска матрицы меньше наружного диаметра полой заготовки, а диаметр пуансона незначительно меньше внутреннего диаметра заготовки. При этом зазор z между пуансоном и матрицей должен быть меньше толщины стенки заготовки (Dmax - Dmin)/2 < S), которая, сжимаясь между поверхностями пуансона и матрицы, утоняется и одновременно удлинняется. На практике в зависимости от толщины и вида материала величина зазора z берется в пределах (0,65 - 0,85)S.

Данным способом вытяжки получают детали с полем допуска h9- h12. Допуск на толщину стенки составляет 15-25 % номинальной толщины стенки, допуск на высоту полуфабриката - до 15 % его высоты.

Удельные усилия на контактных поверхностях при вытяжке с утонением стенки значительно больше, чем при вытяжке без утонения стенки. Так как при вытяжке заготовка скользит по матрице в направлении движения пуансона и по пуансону в обратном направлении (от его торца), то и силы трения на наружной и внутренней поверхностях заготовки направлены в противоположные стороны. Это обстоятельство увеличивает допустимую степень деформации (силы трения по матрице увеличивают растягивающие напряжения в стенках протянутой заготовки, а по пуансону - уменьшают). Деформация в тангенциальном направлении мала, ею пренебрегают и рассматривают плоской. За один переход толщина стенки может быть уменьшена в 1,5 - 2 раза.

1. Зубцов М.Е., Технология холодной щтамповки. Ленинградское отделение Машгиза, 1950 - 455с.

2. Сторожев М.В., Попов Е.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Машиностроение, 1977. - 423 с.

3. Гречников Ф.В. Деформирование анизотропных материалов. М.: Машиностроение, 1998. - 446 с.

4. Яковлев С.П., Яковлев С.С., Андрейченко В.А. Обработка давлением анизотропных материалов. Кишинев: Квант. 1997. - 331 с.

5. Колмогоров В.Л. Механика обработки металлов давлением / В.Л. Колмогоров. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - 836 с.

Размещено на .ru