Глубокая вытяжка листового металла

Расчет усилия вытяжки и усилия прижима

страница » Конструирование штампов » Штампы вытяжные » Расчет усилия вытяжки и усилия прижима

• 1 Расчет усилия вытяжки
• 2 Расчет усилия прижима

Вытяжка полых круглых деталей из плоской заготовки относится к нестацио­нарным процессам деформирования. Ввиду значительной сложности аналитических формул расчета усилия вытяжки на черт. 209 приведен графический метод расчета усилия для вытяжки с прижимом из плоской заготовки цилиндрических полых деталей без утонения материала.

Черт. 209

Вверху справа в квадрате I показаны значения среднего сопротивления деформирова­ния Sср в кгс/мм2  различных материалов в зависимости от значения коэффициента вытяжки  .

 Там же показана взаимосвязь величины коэффициента вытяжки m1 с величиной истиной деформации , а также с величиной   (Условная деформация  ).

 Кривые среднего сопротивления деформированию Sср  алюминия, меди, латуни и стали построены по данным кривых упрочнения.

σт — продел текучести, кгс/мм2.

Значения Sφ и σт взяты по опытным данным.

Вверху слева в квадрате II нанесены наклонные прямые с указанием исходнойтолщины материала s=0,2÷8 мм;

Внизу слева в квадрате III нанесены наклонные прямые с указанием диаметра вытяжки d1= 10÷1000 мм;

Внизу справа в квадрате IV нанесены наклонные прямые с указанием усилия вытяжки Р=0,4 ÷160 тс.

Ниже даны примеры определения усилий 1-ой операции вытяжки по графику (черт. 209).

Пример 1. Дано: Dз=29 мм; d1= 16 мм; s=1 мм. Материал: стальная лента с содержанием 0,06% С..

Коэффициент вытяжки  (исходная точка А0) на черт. 209.

Решение:

Проводим вертикильную линию пунктиром от точки А0 до пересечения в точке В0 с кривой упрочнения стали 0,06% С. Проводим горизонтальную линию до пересе­чения с наклонной прямой, соответствующей толщине 1 мм (точки С0).

Проводим верти­кальную линию до пересечения с наклонной прямой, соответствующей диаметру вытяжки d1= 16 мм (точка Е0).

Проводим вправо горизонтальную линию от точки Е0 до пересечения с вертикальной линией, проведенной через исходную точку А0.

Получаем точку пересечения F0, соответствующую усилию вытяжки Р’1 = 1,5 тс.

Пример 2. Дано: Dз=135 мм; d1= 100 мм; s=2 мм. Материал: медь.

Коэффициент вытяжки  (исходная точка А1). Отмеченные на черт. 209 отрезки линий А1В1С1Е1F1 определяют ход решения. Ответ: Р»1 ≈ 4 тс.

Усилие 2-й и последующих операций вытяжки Р2 в тс без утонения круглых деталей определяется по формуле

                     (135)

где φп= (1,05÷1,1) — для вытяжки после предварительного отжига;

φп=(2 — m1m2) — для вытяжки без предварительного отжига;

σв — временное сопротивление, кгс/мм2;

m2 — коэффициент вытяжки рассматриваемой операции;

К — коэффициент:

К=1,4÷1,6 — для вытяжки с прижимом;

К=1,2÷1,3 — для вытяжки без прижима;

F — площадь поперечного сечения 2-й вытяжки, мм2.

Для 3-й и последующих операций вытяжки без отжига

 и т. д

Ниже даны примеры определения усилий 2-й н 3-й операций вытяжки по формуле (135).

Пример 1. Дано. d0 =100 мм; d2=65 мм;s = 2 мм. Материал: медь σв=20 кгс/мм2.

Коэффициент вытяжки .

Вытяжка производится с применением прижима.

Решение:

 тс.

Пример 2. Дано: d3=45 мм; Остальные данные — см. пример 1 выше.

Решение:

Усилие 2-й и последующих операций обратной вытяжки на 15—20% выше по сравнению с прямой вытяжкой при применении одинаковых коэффициентов вытяжки.

Усилие вытяжки прямоугольных полых деталей Р в тс определяется по формуле

                     (136)

где РГ  —усилие гибки прямых участков детали, определяемое согласно пункту;

РГ.у —усилие вытяжки угловых участков, определяемое по черт. 209 и формуле (135);

Q—усилие прижима, определяемое по формуле (138).

Усилие при вытяжке с утонением Р в кгс определяется по формуле

                      (137)

где n — порядковый номер операции вытяжки;

dВ — внутренний диаметр, мм;

sn —  толщина стенки, мм;

mn — коэффициент вытяжки;

σв — временное сопротивление кгс/мм2;

λn — коэффициент, учитывающий упрочнение металла и потери на трение, значения которого принимают равными: 5 —для вытяжки через одну матрицу, 6,5 — для двукратной вытяжки за один рабочий ход ползуна.

Расчет усилия прижима

Усилие прижима Q в кгс определяется по формуле

                  (138)

где F—площадь части заготовки, находящейся под действием давления прижима, опреде­ляемая по формулам (140) и (141), мм2.

q — удельное давление прижима. кгс/мм2 (табл. 110).

Таблица 110

Для титановых сплавов усилие прижима определяется по формуле

                      (139)

где q — удельное давление прижима, кгс/мм2 (табл. 111);

С— коэффициент, учитывающий толщину материала (табл. 112).

Таблица 111

Примечание: Для сплава ВТ5 значение q следует увеличить на 35-40%.

Таблица 112

Площадь части заготовки, находящейся под действием прижима, F1 в мм2 опре­деляется по формуле:

для первой вытяжки:

                     (140)

для последующих вытяжек деталей без фланца:

                     (141)

для последующих вытяжек деталей с фланцем (черт. 210):

                   (141,а)

где D3 — диаметр исходной заготовки, мм;

d1; dn-1; dn — диаметры первой, предпоследней и последней операций вытяжки, мм;

RM — радиус закругления матрицы, мм;

D — диаметр фланца, мм.

Черт. 210

Ротационная вытяжка металла

Ротационная вытяжка — широко распространенный способ обработки металлов, он применяется для изготовления тонкостенных полых деталей в форме тел вращения.

Ротационная вытяжка металла

Осуществляется путем приложения давления к вращающейся листовой или полой заготовке, приобретающей в результате форму оправки.

Вытяжка металла и ее виды

Основные виды ротационной вытяжки металла:

Поступенчатое формование

Листовая заготовка в форме круга закрепляется между оправкой и суппортом. Оправка должна совпадать с внутренней конфигурацией изделия.

Привод начинает вращать болванку, а управляемое формовочное давление осуществляется специальным пассивным роликом, приводимым в движение вращением заготовки. Давление осуществляется как в продольной, так и радиальной плоскостях.

Ролик прижимает металл к оправке и двигается по сложной кривой то к краю болванки, то назад.

Прижим осуществляется за несколько проходов, ступенчато. В конце обработки проводится серия сглаживающих движений ролика с пониженным прижимом для получения высококачественной поверхности.

Проецирование — формование за один проход

Вытяжка осуществляется за один проход. Ролик перемещается параллельно оправке, в зависимости от угла его установки осуществляется большее или меньшее утонение стенки болванки, материал ее смещается под воздействием ролика в осевом направлении.

Проецирование — формование за один проход

Способ отличается экономичностью и точностью соблюдения размеров, а также высоким классом получаемой поверхности..

Закатка с оправкой или без нее

В этом случае осуществляется уменьшение внешнего диаметра заготовки с одновременным утолщением ее стенки за счет перераспределения материала. Закатка осуществляется по направлению к центру, в несколько проходов.

Закатка с оправкой или без нее

Как вариант применяется формование детали отдельными сегментами оправки посредством ролика со смещенным центром. Резка, дополнительное профилирование или отбортовку проводят в качестве завершающих операций.

Комбинированный

Для деталей сложной конфигурации поступенчатое формование, закатки, профилирования и резки применяются совместно в различных сочетаниях.

В качестве заготовки, как правило, используются листовая пластина в форме круга. Кроме того, для некоторых деталей используют и другие плоские фигуры — овал или эллипс, а также сложные криволинейные замкнутые контуры. Применяют и заготовки — отрезки труб, чаще всего круглых.

Подготовительные операции для уникальных деталей и небольших серий выполняются на кругорезах. В случае больших серий раскрой эффективнее выполнять на станках гидравлической резки, ввиду того, что лазерный или плазменный раскрой связан с воздействием высокой температуры в зоне разреза. Это может ухудшить пластичность материала.

Процесс ротационной вытяжки металла

Технология ротационной вытяжки используется в производстве трубообразных изделий с изменяющимся диметром и толщиной стенок, Кроме того, снаружи возможно сформировать ребра жесткости. Ротационную вытяжку металла используют и в сложных технологических процессах совместно с штамповкой, сваркой, клепкой и слесарными операциями.

Способы формоизменения ротационной вытяжкой металла

Многообразие приемов ротационной вытяжки металла сводится к одному из двух видов:

• Прямой. Перемещение металла происходит по ходу формующего ролика.
• Обратный. Перемещение металла происходит против хода формующего ролика.

Прямой способ

Наружный контур пуансона соответствует внутреннему контуру будущего изделия (с учетом необходимых припусков). Из-за этого оправка делается длиннее изделия. Устройство пуансона усложняется, вес, себестоимость и трудоемкость отладки технологического процесса возрастает.

Прямой способ ротационной вытяжки металла

Этот метод применим для формовки деталей в виде конуса и цилиндра с большим соотношением длины к диаметру и диаметра — к толщине стенок.

Обратный

В этом случае оправка должна совпадать по размерам и форме с внутренней поверхностью заготовки, что дает возможность выполнить оправку намного короче, чем будущее изделие.

Толстостенная ротационная вытяжка

Метод используют в производстве изделий с малым отношением длины к диаметру и относительно толстыми стенками.

Операции ротационной вытяжки металла делятся также на формовку:

• С утонением — сохраняется наружный размер, толщина стенок снижается.
• Без утонения — толщина стенок при обработке сохраняется, наружный диаметр меняется.
• С раскатом — сохраняется наружный диаметр, толщина стенок увеличивается.

Основные виды ротационной вытяжки металла

Заготовку закрепляют между оправкой, зафиксированной на приводе, и прижимом суппорта.

Станки для ротационной вытяжки металла

Для реализации технологии применяют следующие виды станков:

• Давильно-раскатные станки для ротационной вытяжки металла.
• Станки ротационной ковки.
• Кругорезы.

На ручных токарно-давильных станках формовка производится мышечной силой рабочего. Используются для выпуска уникальных изделий или особо малых серий. Для средних и больших серий применяют давильно-обкатные (раскатные) станки с числовым программным управлением.

Гидравлика или электроприводы, управляемые контроллером согласно программе, загруженной в центральный блок ЧПУ, позволяют с большой точностью контролировать силу и направление прижима, равно как и направление движения ролика, включая самые сложные криволинейные траектории.

Такие станки обеспечивают абсолютную идентичность изделий в серии, что особо важно для деталей реактивных двигателей и другой высокотехнологичной продукции

Схема ковки на станках ротационного типа

Станки ротационной ковки позволяют формовать изделия конической формы из труб путем обжимки трубы специальным инструментом — ковочным штампом. Особенность и главное преимущество заключается в уникальной возможности производства изделий, у которых:

• длина во много раз превышает диаметр.
• по длине возможно неоднократное изменение диаметра и угла раскрыва конуса.
• требуется накатка ребер жесткости.

Кругорезы

Кругорезы предназначены для раскроя листового проката на плоские заготовки в форме круга или эллипса. Также применяются как с ручным приводом, так и электрогидравлические.

Область применения ротационной вытяжки металла

Метод применяется для производства:

• деталей реактивных двигателей в системах вооружения;
• днищ и крышек резервуаров;
• различных экранов в радиотехнике, включая радарные экраны;
• тонкостенные сосуды сложной формы: бидоны, чайники, баллоны, котелки;
• детали корпусов строительных миксеров;
• детали вентиляторов и вытяжных зонтиков.

Изделия изготовленные путем ротационной вытяжки

Метод применяется также в производстве предметов современного искусства и в ателье по кастомизации уникальных мотоциклов и автомобилей.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вытяжка металла в Москве

Добрый день, Уважаемые Коллеги! Мы занимаемся художественной ковкой ручной работы. Предлагаем взаимовыгодное сотрудничество и реализацию проектов по ковке и металлоконструкциям.

На нашем предприятии изготовливают: кабельные изделия; моточные изделия; упаковочные ящики и тара; корпуса приборовразличных различных размеров и форм профиля;сборка-монтаж печатных узлов; печатные платы класса 5+; СВЧ-микросборки и платы на диэлектрических подложках;пьезоэлектрические изделия; ВЧ-коаксиальные соединители на основе спая метелла со стеклом.

— изготовление штампов, штамповка изделий из металла; — сборка изделий на нашем производстве; — токарная и фрезерная обработка металла; — гибка металлического прутка и полосы; — шлифование, полирование металлических изделий; — порошковая (полимерная) окраска изделий.

Обработка на бесцентровом шлифовальном станке альфированного слоя титановых и жаропрочных прутков после прокатки на трехвалковом стане, РКМ. Правка круга.

от ф8мм до ф80мм Токарная обработка титановых прутков, порезка в размер, изготовление фланцев, колец в минимальные сроки Предлагаем услуги по перекатке Услуги по перекатке прутков титановых и жаропрочных сплавов от ф40 до ф8 мм Для этого требуется мех обработанная заготовка, либо после ПВП. Минимальная длина заготовки от 300 мм. Максимальная длина заготовки до 1200мм.

Максимальный исходный диаметр заготовки ф50мм. Максимальная вытяжка на стане до 2000 мм При желании можем произвести токарную мех обработку, шлифовку, резку в размер. Срок исполнения 2раб. 100кг с торцовкой конт. Тел.+7925 5068268

Фрезерные, Токарные работы, Расточные работы. Шлифование, Сверление, Резка, Гибка, Рубка, Сварка, напыление, Вырубка, Вытяжка, Пробивка металла. Строгальная и Отрезная . Изготовление штампов и пресс-форм, Полимерная покраска, Балансировка. КБ Мех.конструирования. Экспертиза.

• metallobrabotka@mehanika.ru

• +7 916 133-36-16
• +7 495 223-49-27

Компания «Торг-Комс» готова предложить своим Заказчикам различные виды услуг любой сложности по механической обработке металла на базе заводского производства.
Механическая обработка металлов, сварочно-сборочные работы, штамповка деталей и заготовок, литье деталей из пластмасс,термическая обработка деталей из различных марок, выполнение работ по гальваническим покрытиям, изготовление твердосплавных изделий методом спекания, монтаж, регулировка и наладка электрошкафов и пультов управления любой сложности, радиоэлектронной аппаратуры; гравировка панелей управления, плат и т.д.(шрифт-кириллица)

• +7 496 515-46-19
• +7 496 515-63-74

Холодная штамповка на однокривошипных прессах простого действия до 100 тонн, и высокоскоростная штамповка на прессах автоматах до 40 тонн.

Основным направлением деятельности предприятия является производство компонентов методом полугорячей и холодной объемной штамповки с последующей механической обработкой (токарная, фрезерная) массой до 1 кг по чертежам заказчика. Приоритет на серийное производство. На предприятии имеется инструментальный участок, возможности которого позволяют производить высокотехнологичный инструмент — матрицы, пресс-формы. Производство оснащено несколькими линиями цинкования и фосфатирования.

Изготовление изделий методом холодной штамповки на кривошипных прессах, изготовление металлоконструкций, промышленного и технологического оборудования, поставка штампов, прессформ, станочной оснастки и приспособлений, мерительного инструмента, механическая обработка деталей по чертежам заказчика.

• +7 483 277-76-45
• +7 952 961-84-63

Все виды мехобработки. Стальное и чугунное литье в землю. Изготовление технологической оснастки, нестандартного технологического оборудования, неГОСТированного режущего и мерительного инструмента,ножей для гильотин и гибочных машин, шаровых вентилей,обсадных муфт для буровых установок,формовых РТИ.

Производство и продажа систем для монтажа вентилируемых фасадов. Электромонтажные работы до 110 кВ Производство металлоконструкций, раскрой металла. Металлообработка, изготовление штампов для холодной штамповки, пресс-форм.

Несмотря на относительно высокую стоимость изготовления штампов, операции холодной штамповки широко используются в производстве различных металлических деталей. Наиболее оправданы формоизменяющие операции холодной штамповки в массовом производстве, когда главная задача – изготовление большого количества точных и идентичных изделий.

В качестве примера формоизменяющих штамповочных операций можно назвать вытяжку металла. Как и остальные операции этой группы, она применима только к металлам с хорошей пластичностью и не влияет на свойства обрабатываемого материала.

Вытяжкой изготавливают детали круглой формы, листовой металл, профиль и детали сложной формы.

Предприятия в Москве, занимающиеся любой вытяжкой, вы с легкостью найдете на нашем сайте.

Особенности процесса вытяжки

Операция вытяжки металла выполняется на вытяжных штампах и образует полые детали с замкнутым контуром. Пластической деформацией при вытяжке изготавливаются детали чашеобразной (круглой) формы, а также в виде коробки или сложных форм из листового металла. Таким способом можно также увеличивать глубину готовых полых изделий.

Повторной вытяжкой можно за несколько раз увеличить длину детали до заданной точки. И если для простых деталей подходит вытяжка с давлением на внутреннюю сторону дна, то сложные детали вытягивают реверсивным способом – давление на внешнюю сторону дна.

При вытяжке металла происходит уменьшение поперечного сечения заготовки и увеличение ее длины. Пуансон втягивает в матрицу, изготовленную по размерам и форме будущей детали, часть металла. Металл, который находится в полости матрицы растягивается. Толщина стенки образованной детали будет приблизительно равна зазору между пуансоном и матрицей.

Чаще применяется вытяжка без утонения стенок. В этом случае толщина стенок не меняется, а уменьшается диаметр (в круглых деталях) или периметр (в прямоугольных и квадратных деталях).

Мы нашли для вас исполнителя!

Наш сайт – это каталог российских предприятий, предлагающих выполнение как отдельных металлообрабатывающих операций, так и комплекса металлообработки.

Чтобы найти подходящую компанию, производящую вытяжку металла в Москве, внесите свои требования к заказу в форму поиска.

Из предложенного списка предприятий вы можете выбрать то, которое находится в непосредственной близости к вашему населенному пункту.

Какое оборудование применяется для штамповки металлических листов

В производстве транспортных средств и другого оборудования широко используются тонкие корпуса из металлического листа. Для производства объемных деталей с допуском по размерам от 0,5 мм применяется штамповка, оборудование для которой выделено в отдельную группу и относится к кузнечно-прессовому. В основе технологии лежит пластическая деформация материала.

Штамповочное оборудование

Общие принципы штамповки

Штамповка является одним из видов обработки давлением. Посредством силового воздействия металл принимает форму инструмента — штампа. Оборудование и оснастка зависят от температурного режима работы. Штамповка классифицируется по термическим принципам:

Холодная штамповка предполагает обработку металла без нагрева. В качестве исходной заготовки используются, в основном, листы металла. В результате произведенных технологических операций заготовки меняют свою конфигурацию. Толщина листа остается неизменной или уменьшается незначительно.

При горячей штамповке выполняется обработка с изменением конфигурации и сечения заготовки. Усилие для деформации требуется большое, поэтому применяется нагрев от 800 ⁰С до 1100 °С, в зависимости от марки стали и температуры ее пластической деформации. Нагрев производится во вспомогательном оборудовании — индукционных, газовых и электрических печах.

Холодную штамповку применяют для листов стали с низким содержанием углерода — Ст 25, Ст 35. Они пластичны при низких температурах. В качестве заготовки, в основном, используется листовой прокат. Чем больше содержание углерода и легирующих элементов, тем выше температура пластической деформации.

Например, Ст 45 штампуют при t 830–850⁰С, Ст 90ХФ требуется нагревать до 1050–1100⁰С. Для горячей штамповки используют профильный прокат, в основном, круглый и квадратный.

Виды штамповочных технологических операций и оборудование

Холодная штамповка широко применяется для изготовления различных объемных корпусных и плоских, со сложной конфигурацией по периметру, деталей, отверстий. Технология штамповки включает операции:

• вырубка;
• прошивка;
• обрезка;
• гибка;
• вытяжка;
• отбортовка.

Для штамповки металла применяют инструмент и оснастку различного типа. В основном, это штампы, состоящие из двух частей:

• неподвижно закрепленная матрица;
• движущийся перпендикулярно плоскости разъема, пуансон.

Штамп для прошивки и вырубки может иметь прижимы, которые ползун опускает вместе с пуансоном. Они фиксируют заготовку, не давая ей сместиться.

Инструменты и приспособления для деформации деталей устанавливаются на специальное оборудование — прессы. Матрица с корпусом штампа закрепляется на столе неподвижно. Пуансон и другие элементы верней части инструмента двигаются вместе с ползуном станка. Зазор обеспечивают направляющие штампа. Они не дают смещаться деталям относительно друг друга, обеспечивают необходимый зазор.

Конструкция и принцип работы прессового оборудования

Штамповочные станки не делятся по технологическим операциям. Горячие и холодные виды деформации производятся на одном оборудовании. Прессы подбираются по таким параметрам:

• мощность;
• производительность;
• ход ползуна;
• наличие рядом дополнительного оборудования для нагрева и раскроя;
• размер стола.

Основной инструмент, участвующий в деформации — штамп. Его рабочие детали: матрица и пуансон, которые проектируются под конкретную деталь и операцию. Ползун и стол имеют стандартные пазы для крепления:

• Т-образные;
• ласточкин хвост.

Для создания плоских деталей из листа с большим количеством одинаковых отверстий используют станок для штамповки листового металла. Небольшие детали с фигурной конфигурацией изготавливают на прессах кривошипного типа. На гидравлическом оборудовании делают кузова автомобилей и детали для самолетов.

Металлообрабатывающий пресс

Прессы кривошипно-шатунного типа

В основе устройства оборудования лежит кривошипно-шатунный механизм. Он превращает вращательное движение привода в поступательное перемещение ползуна. Прессы классифицируются по количеству ползунов — 1, 2 и 4.

На производстве, в основном, востребованы одностоечные станки с 1 и 2 кривошипами.

Работающие синхронно от одного привода и распределительного редуктора 4 узла стоят на крупном оборудовании, предназначенном для изготовления габаритных деталей с большой степенью деформации, например, крылья, капоты и багажники автомобилей.

Для прошивки отверстий без деформации заготовки на конвейерах используют станки для штамповки листового металла. Они представляют собой простейшие прессы кривошипного типа.

Достоинства кривошипных прессов:

• простая регулировка;
• высокая производительность;
• малая погрешность.

Основной недостаток кривошипа заключается в его возможном заклинивании. Если мощности не хватает, ползун останавливается в крайней нижней точке. Чтобы его поднять, необходимо разобрать половину механизма.

Гидравлические прессы

Прессы гидравлического типа относятся к наиболее мощным штамповочным агрегатам. На самых крупных из них штампуют кузова автомобилей, крылья и фюзеляжи самолетов.

В цилиндре, под давлением масла снизу и сверху, перемещается поршень, к которому прикреплен ползун и другие элементы рабочего механизма. Длина хода рабочего инструмента настраивается переключателями. Достигнув их, упор выключает подачу масла.

Гидравлический пресс можно остановить в любой точке рабочей траектории. К его недостаткам относятся:

• сложная система гидравлики;
• низкая производительность.

Пуансон давит равномерно по всей длине рабочего хода с большим усилием, но движется медленно.

Гидравлический пресс

Прессы радиально ковочного типа

Для создания из плоского листа цилиндров с продольным соединением торцов используют оборудование радиального типа. Деформация заготовки производится на валу, который вращаясь, прижимает лист к рабочему инструменту, производящему деформацию. В результате заготовка приобретает форму цилиндра. Диаметр определяется размером вала.

Для вальцовки толстых листов применяется индукционный нагрев.

Оборудование радиального типа непригодно для других видов технологических операций.

Прессы электромеханического типа

Работа электромагнитного пресса основана на усилии, которое создает электрическое магнитное поле. В механическом станке перемещение рабочего инструмента осуществляется за счет движения электрического сердечника. Он перемещает ползун.

Достоинство электромеханических станков — питание электроэнергией и высокая производительность. Нет необходимости в сложных механизмах и гидравлике.

К недостаткам относится малая мощность, низкий КПД и неравномерное усилие в разных точках рабочего хода.

Штамповка значительно упрощает изготовление тонкостенных деталей со сложной конфигурацией и сводит к минимуму расход материала. Ее выгодно использовать при массовом производстве деталей от 1000 штук.

Единичное производство не окупит изготовление дорогостоящих штампов со сложной и длительной технологией их изготовления.

Пожалуйста поддержите канал: ставьте лайки, делайте репосты, а мы будем размещать для Вас полезную информацию о металлах!
Так же Вы можете посетить наш информационный сайт всё о металлах и обработке.

Вытяжка деталей из листового металла

Ротационная вытяжка — широко распространенный способ обработки металлов, он применяется для изготовления тонкостенных полых деталей в форме тел вращения.

Ротационная вытяжка металла

Осуществляется путем приложения давления к вращающейся листовой или полой заготовке, приобретающей в результате форму оправки.

Процесс ротационной вытяжки металла

В качестве заготовки, как правило, используются листовая пластина в форме круга. Кроме того, для некоторых деталей используют и другие плоские фигуры — овал или эллипс, а также сложные криволинейные замкнутые контуры. Применяют и заготовки — отрезки труб, чаще всего круглых.

Подготовительные операции для уникальных деталей и небольших серий выполняются на кругорезах. В случае больших серий раскрой эффективнее выполнять на станках гидравлической резки, ввиду того, что лазерный или плазменный раскрой связан с воздействием высокой температуры в зоне разреза. Это может ухудшить пластичность материала.

Процесс ротационной вытяжки металла

Технология ротационной вытяжки используется в производстве трубообразных изделий с изменяющимся диметром и толщиной стенок, Кроме того, снаружи возможно сформировать ребра жесткости. Ротационную вытяжку металла используют и в сложных технологических процессах совместно с штамповкой, сваркой, клепкой и слесарными операциями.

Штамп для гибки листового металла

Изготовление деталей с помощью штамповки занимает ведущее место в технологии обработки металлов давлением и используется в разных отраслях промышленности.

Особое значение имеет штамповка металлических изделий из листового проката. В ее основе лежит пластическое деформирование металла без его нагрева с помощью специальных штампов. Такой способ пластической деформации деталей широко применяется для изготовления деталей разных размеров и сложных форм с большой точностью, что невозможно осуществить с помощью других способов обработки.

Они используются для сборки крупногабаритных изделий машиностроительной отрасли, в автомобилестроении и судостроении, а также в приборостроительной сфере и быту, где часто требуются различные миниатюрные детали.

Технология штамповки деталей из металлических листов и ее виды

Штамповкой называют процесс придания деталям нужной формы и получение определенного документами размера путем механического воздействия на них с помощью давления. Основное направление штамповки – это производство деталей из заготовок, в качестве которых используется листовой прокат. Под действием сдавливающего усилия заготовка подвергается деформации и приобретает нужную конфигурацию.

Различают штамповку, выполненную горячим способом с нагревом заготовки и холодным способом без ее предварительного нагрева. Штамповка деталей из листового металла осуществляется без их предварительного нагрева.

Деформацию давлением с нагревом заготовки используют при изготовлении деталей из металла, не обладающего достаточной пластичностью, и в основном применяют при производстве небольших партий объемных изделий из металлического листа, имеющего толщину в пределах 5 миллиметров.

Технологический процесс горячей штамповки металла во многом совпадает с последовательностью операций холодной обработки заготовок. Отличие состоит в предварительном нагреве исходных заготовок в печах до температуры, обеспечивающей пластичность металла.

При этом учитывается степень коробления детали при остывании, а также ее утяжка при деформационной обработке, влияющая на ее размер. Чтобы исключить отклонения от требуемых размеров для деталей, полученных горячей штамповкой, делают большие допуски.

Лекция 12. Холодная штамповка

Листовая штамповка из листа при комнатной температуре называется холодной штамповкой. Ее применяют при малых толщинах листа и в случае пластичных сплавов. Если же штампуют из толстого листа (от 5 мм) или из сплавов с малой текучестью, то для повышения пластичности лист заготовки нагревают.

Листовая штамповка гарантирует получение большого количества абсолютно идентичных по форме и размерам деталей с высокой точностью.

Холодная объемная штамповка позволяет получать высокоточные тонкостенные детали практически любой формы при себестоимости существенно ниже, чем в случае использования литья или механической обработке.

Намного выше получается и коэффициент использования металла.

Кроме того, холодная объемная штамповка гарантирует не только прочность, но и однородность свойств материала детали, что особенно важно в ответственных конструкциях.

Как объемная, так и листовая штамповка экономически эффективна в рамках больших серий. Это объясняется большими затратами на подготовку производства.

Обеспечение точности размеров в листовой штамповке

При листовой штамповке геометрические параметры деталей в основном получают методом копирования формы и размеров рабочих частей штампа. В основе методики технологического обеспечения формообразования и точности размеров находятся физико-механические и тепловые процессы.

В процессе работы под действием технологической силы во всех элементах технологической системы пресс-штамп-заготовка возникают деформации, которые в зависимости от конкретных условий процесса штамповки могут оказывать большее или меньшее влияние на размеры изделия.

Основные причины отклонений размеров:

• упругие деформации детали, обусловленные разгрузкой от нормальных сил и изгибающих моментов;
• пластические деформации детали, обусловленные разгрузкой детали и инструмента;
• температурное изменение размеров детали;
• температурное изменение размеров инструмента;
• температурное изменение механических свойств штампуемого материала;
• износ инструмента;
• неточность изготовления элементов и сборки штампа;
• неточность пресса;
• неточность установки штампа на пресс;
• неточность установки заготовки на штамп; упругие деформации элементов технологической системы пресс-штамп-заготовка;
• взаимовлияние разгрузки пересекающихся элементов конструкции детали;
• условия выполнения процесса штамповки;
• случайные причины.

Читать также: Градусная мера правильного шестиугольника

Вызываемые этими причинами деформации могут быть представлены в виде математической модели, пригодной для расчета размеров и отклонения размеров детали от размеров инструмента.

Возможность предварительного определения отклонения размеров детали от размеров инструмента позволяет решить важнейшие практические задачи: повышение точности размеров при изготовлении деталей за счет исключения влияния систематических погрешностей; повышение износостойкости рабочих элементов пуансонов и матриц при отсутствии повышенных требований к точности за счет исключения систематических погрешностей.

Разделительные операции предназначены или для получения заготовки из листа или ленты, или для отделения одной части заготовки от другой. Операции могут выполняться по замкнутому или по незамкнутому контуру.

Отделение одной части заготовки от другой осуществляется относительным смещением этих частей в направлении, перпендикулярном к плоскости заготовки.

Это смещение вначале характеризуется пластическим деформированием, а завершается разрушением.

Отрезка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру на специальных машинах – ножницах или в штампах. Обычно ее применяют как заготовительную операцию для разделения листов на полосы и заготовки нужных размеров.

Рисунок 1 — Основные типы ножниц

а – гильотинные; б – дисковые

Ножницы с поступательным движением режущих кромок ножа могут быть с параллельными ножами, для резки узких полос, с одним наклонным ножом – гильотинные (рис. 1, позиция а).

Режущие кромки в гильотинных ножницах наклонены друг к другу под углом 1…5 o для уменьшения усилия резания. Лист подают до упора, определяющего ширину отрезаемой полосы В.

Длина отрезаемой полосы L не должна превышать длины ножей.

Ножницы с вращательным движением режущих кромок – дисковые (рис. 1, позиция б). Длина отрезаемой заготовки не ограничена инструментом. Вращение дисковых ножей обеспечивает не только разделение, но и подачу заготовки под действием сил трения.

Вырубка и пробивка – отделение металла по замкнутому контуру в штампе. При вырубке и пробивке характер деформирования заготовки одинаков. Эти операции отличаются только назначением. Вырубкой оформляют наружный контур детали, а пробивкой – внутренний контур (изготовление отверстий).

Основным технологическим параметром операций является радиальный зазор между пуансоном и матрицей Z.

Зазор Z назначают в зависимости от толщины (s) и механических свойств заготовки, он приближенно составляет (0.05..0.1)s.

При вырубке размеры отверстия матрицы равны размерам изделия, а размеры пуансона на 2Z меньше их. При пробивке размер пуансона равен размерам отверстия, а размеры матрицы на 2Z больше их.

Рисунок 2 — Схемы процессов вырубки и пробивки

а — вырубка; б — пробивка

1 – пуансон; 2 – матрица; 3 – изделие; 4 – отход

Уменьшение усилия резания достигается выполнением скоса на матрице при вырубке, на пуансоне – при пробивке.