Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Вытяжка металла резиной

Вытяжка резиной получила широкое применение в серийном и мелкосерийном производстве для изготовления полых деталей из тонколистового металла. Существуют две разновидности вытяжки:

  • резиновым пуансоном
  • резиновой матрицей.

Штампы для вытягивания и формовки пуансоном достаточно простые и дешевые, так как их обычно изготавливают из дерева или из низкотемпературных стопов. Способ вытяжки матрицей состоит в том, что роль матрицы выполняет заключенное в металлическую обойму резина, которая обтягивает листовую заготовку по цилиндрическому (или другой формы) пуансону.

Простейший случай второго способа - неглубокое вытягивание алюминиевых и дюралюминиевых деталей на гидравлических прессах при небольшом давлении (6,0 - 8,5 МПа).

Для вытягивания и формирование применяется резина со следующими механическими свойствами:

Сопротивление разрыву, МПа50-55
Относительное удлинение,%600-700
Остаточное удлинение, %25-30
Сжатие (%) площадь нагрузки при 10,0 МПа50-70
Твердость по Шору70

Более новым и отработавшим является способ глубокой вытяжки резиновой матрицей при высоких давлениях резины. Существует несколько разновидностей этого способа, соответственно для чего созданы различные типы прессов (рис. 8.43).

Различные способы вытяжки резиной
Рисунок. 8.43. Различные способы вытяжки резиной
  • Способ 1 - с неподвижными пуансоном и нижним столом, произведится на обычных гидравлических прессах.
  • Способ 2 - при неподвижном пуансоне и подвижном регулируемом прижиме.
  • Способ 3 - с подвижным пуансоном с регулируемым нажимом.

Способ 1 применяется в основном для неглубокого вытягивания-формовки.

Для получения более глубокой вытяжки и уменьшения размеров заготовки в этом случае используют подвижные приспособления - прижимы со щелевой полостью. Способы 2 и 3, выполняемые на специальных гидравлических прессах, позволяют получить более глубокое вытягивание по сравнению со способом 1.

Особенностью устройства (рис. 8.44) является применение гидропневматического буфера, что создает внешнее противодавлние. Давление буфера регулируется в процессе работы автоматически регулирующим устройством, которое понижает давление резины вконце вытягивания до 30,0 - 50,0 МПа.

Схема установки для вытяжки резиновой матрицей
Рисунок 8.44. Схема установки для вытяжки матрицей
1 - резина, 2 - пуансон, 3 - гидравлический буфер; 4 - пневматический цилиндр; 5 - регулировочный клапан.

На этом принципе работают гидравлические прессы ПШВР-1 и ПШВР-3 усилием 15,0 и 28,0 МН при диаметре деталей, 440 и 700 мм.

Давление резины зависит от коэффициента извлечения и относительной толщины заготовки. Для вытягивания деталей из дюралюминия, давление может быть взято из таблицы 8.36. При обработке прямоугольных коробок давление резины достигает для алюминия 350 кгс/см2, а для дюралюминий 50,0 МПа.

Необходимое усилие пресса определяется по формуле:

  • P = qF, (8.65)

где F - площадь резины, м2; q - давление резины, МПа. Таблица 8.36 - Наибольшее давление резины (кгс/дм2) при вытягивании дюралюминия
Коэффициент извлеченияДавление резины при относительной толщине заготовки (S/D) 100
1,301,000,660,40
0,60260280320360
0,50280300340380
0,44300320350400

Практически возможна замена резины вязкой жидкостью (глицерин, масло) чехле или гидро слоем, что создает равномерное гидростатическое давление при наличии надежных уплотнений.

Преимущества вытяжки матрицей заключаются в том, что резина в процессе вытягивания создает значительное гидростатическое давление, прижимает заготовку к пуансону и препятствует ее истончению и осевому растяжению. Одновременно с этим давление резины на закругление у фланца, постепенно уменьшает радиус этого закругления и создает усилие, заталкивающее, на заготовку.

Таким образом, при этом способе отсутствует значительное растяжение у дна детали, которое приводит к его отрыву, и создается более благоприятное напряженно-деформированное состояние, что позволяет увеличить степень деформации.

В таблице 8.37 приведены предельные значения коэффициентов вытяжки и высоты цилиндра, извлекаемого при вытягивании резиной с давлением 40,0 МПа с радиусом закругления вытяжных кромок пуансона rп = 4S.

В таблице 8.38 приведены наименьшие значения радиуса закругления вытяжного пуансона при вытягивании резиной цилиндрических детальный из различных материалов. Этим же способом вытягиваются конические детали при соотношении меньшего диаметра (d1) и большего (d2):

  • d1/d2 ≥ 1/(1 + 0,2 S) (8.66)

для алюминия:

  • d1/d2 ≥ 1/(1 + 0,12 S) (8.67)

Таблица 8.37. Предельные значения коэффициентов вытяжки и глубины вытягиваемого цилиндра, при использовании резины для цилиндрических деталей

МатериалПредельный коэффициент извлеченияНаибольшая глубина извлеченияНаименьшая толщина заготовкиНаименьший радиус закругления во фланце
Алюминиевые сплавы А, АМц0,451,0d11%, но не менее 0,4 мм1,5 S
Алюминиевые сплавы АМг, Д16, АК80,500,75 d1То же2-3S
Сталь 08 ВГ0,500,75 d10,5%, но не менее 0,2 мм4S
Нержавеющая сталь Х18Н9Т0,650,33 d1То же8S
Обозначения: D - диаметр заготовки; d1 - диаметр вытяжки.

Таблица 8.38. Наименьшие радиусы закруглении цилиндрического пуансона (давление резины 40,0 МПа)

Коэффициент вытяжкиГлубина вытяжкиНаименьшие радиусы закругления материалов
Ал. сплав А, АМг, АМцАл. сплав Д16, АК8Сталь 08ВГНержавеющая сталь Х18Н9Т
0,700,25d11S2S0,5S2S
0,600,50d12S3S1,0S-
0,500,75d13S4S2,0S-
0,451,00d14S---

В случае вытягивания резиной, деталей квадратной или прямоугольной формы (при том же давлении) наименьший радиус углового закругления r должен составлять (В - ширина, прямоугольной коробки, мм):

При высоте коробки h, мм:
L 1000,25 В
110-1250,20 В
135-1500,17 В

Наибольшая высота квадратных или прямоугольных коробок при этом не превышает, для стали h = 3r, для алюминия h = 3,5 r.

Читать далее >>

Источник [1] → список литературы.


Вернуться в начало раздела: Обработка металла давлением (ОМД)
Вернуться на главную: Черная металлургия