Расчет усилия вытяжки и усилия прижима

Опубликовано 2017-02-04 Автор: Cutter — Нет комментариев ↓

Содержание

1 Расчет усилия вытяжки
2 Расчет усилия прижима

Расчет усилия вытяжки

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.

Расчет усилия вытяжки

Черт. 209

Вверху справа в квадрате I показаны значения среднего сопротивления деформирования S_ср в кгс/мм² различных материалов в зависимости от значения коэффициента вытяжки $\displaystyle m_{1}=\frac{d_{1}}{D_{3}}$ . Там же показана взаимосвязь величины коэффициента вытяжки m₁ с величиной истиной деформации $\displaystyle \varphi =\ln \frac{1}{m_{1}}=\ln \frac{D_{3}}{d_{1}}$ , а также с величиной $\displaystyle K =\frac{1}{m_{1}}=\frac{D_{3}}{d_{1}}$ (Условная деформация $\displaystyle z=1-m_{1}=\frac{D_{3}-d_{1}}{D_{3}}$ ). Кривые среднего сопротивления деформированию S_ср алюминия, меди, латуни и стали построены по данным кривых упрочнения.

$\displaystyle S_{cp}=\frac{S_{\varphi }+\sigma _{T}}{2}$

где S_φ — сопротивление деформированию с учетом упрочнения при соответствующей величине деформации, кгс/мм²;

σ_т — продел текучести, кгс/мм².

Значения S_φ и σ_т взяты по опытным данным.

Вверху слева в квадрате II нанесены наклонные прямые с указанием исходной толщины 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: D_з=29 мм; d₁= 16 мм; s=1 мм. Материал: стальная лента с содержанием 0,06% С..

Коэффициент вытяжки $\displaystyle m_{1}=\frac{16}{29}=0,55$ (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: D_з=135 мм; d₁= 100 мм; s=2 мм. Материал: медь.

Коэффициент вытяжки $\displaystyle m_{1}=\frac{100}{135}=0,74$ (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

$\displaystyle P_{2}=\varphi _{\prod}\sigma _{B}(\frac{1}{m_{2}-1})KF$ (135)

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

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

σ_в — 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

$\displaystyle \varphi =(2-m_{1}m_{2}m_{3})$ 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 σ_в=20 кгс/мм².

Коэффициент вытяжки $\displaystyle m_{2}=\frac{65}{100}=0,65$ .

Вытяжка производится с применением прижима.

Решение:

$\displaystyle P'_{2}=1,05 \cdot 20(\frac{1}{0,65}-1)1,4 \pi \cdot 63 \cdot 2=6,3$ тс.

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

$\displaystyle m_{3}=\frac{45}{65}=0,69$

Решение:

$\displaystyle P'_{3}=1,1 \cdot 20(\frac{1}{0,69}-1)1,5 \pi \cdot 43 \cdot 2=4,03$ тс.

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

$\displaystyle P=\frac{P_{\Gamma }}{1000}+ P_{\Gamma .y}+\frac{Q}{1000}$ (136)

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

Р_Г.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

$\displaystyle P=1,25\pi (d_{B}+s_{n})s_{n}(1-m_{n})\sigma _{B}\lambda _{n}$ (137)

где n — порядковый номер операции вытяжки;

d_В — внутренний диаметр, мм;

s_n — толщина стенки, мм;

m_n — коэффициент вытяжки;

σ_в — временное сопротивление кгс/мм²;

λ_n — 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

$\displaystyle Q=F\cdot q$ (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

Наименование материала	Удельное давление прижима q, кгс/мм²
Сталь мягкая s≤0,5 мм	0,25-0,30
Сталь мягкая s>0,5 мм	0,20-0,25
Стали высоколегированные, коррозионностойкие	0,30-0,45
Медь	0,10-0,15
Латунь	0,15-0,20
Алюминий	0,08-0,12
Дюралюминий отожженный	0,12-0,18
Бронза	0,20-0,25
Жесть белая	0,25-0,30

Для титановых сплавов усилие прижима определяется по формуле

$\displaystyle Q=qFC$ (139)

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

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

Таблица 111

Коэффициент вытяжки m	Удельное давление прижима q, кгс/мм² в зависимости от температуры нагрева, °С
Коэффициент вытяжки m	20	200	300	400	500
0,6-0,65	0,25	0,19	0,14	0,10	0,07
0,5-0,6	0,30	0,23	0,16	0,12	0,08
0,45-0,5	0,32	0,24	0,18	0,13	0,09
0,4-0,45	0,31	0,25	0,19	0,14	0,10

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

Таблица 112

Толщина материала, мм	0,5	1,0	1,5	2,0	3,0
Коэффициент С	1,2	1,0	0,9	0,8	0,7

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

для первой вытяжки:

$\displaystyle F_{1}=\frac{\pi }{4}\left [ D_{3}^{2}-(d_{1}+2R_{M})^{2} \right ]$ (140)

для последующих вытяжек деталей без фланца:

$\displaystyle F_{n}=\frac{\pi }{4}\left [ d_{n-1}^{2}-(d_{n}+2R_{M})^{2} \right ]$ (141)

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

$\displaystyle F_{n}=\frac{\pi }{4}\left [ D^{2}-(d_{n}+2R_{M})^{2} \right ]$ (141,а)

где D₃ — диаметр исходной заготовки, мм;

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

R_M — радиус закругления матрицы, мм;

D — диаметр фланца, мм.

вытяжка деталей с фланцем

Черт. 210

Соседние страницы

Расчет усилия вытяжки

Черт. 209

Расчет усилия прижима

Таблица 110

Таблица 111

Черт. 210

Похожие записи:

Рубрики

Метки