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

Гидравлическая вытяжка металла

Гидравлическая вытяжка полостных деталей производится с помощью давления жидкости на деформируемый металл. Существуют два принципиально различных способа гидравлического вытягивания, отличающихся друг от друга по характеру деформации, и по области применения:

  • 1) в котором жидкость выполняет роль пуансона, вдавливая заготовку в полость матрицы;
  • 2) в котором жидкость (в резиновом чехле) служит матрицей, обтягивающей заготовку вокруг металлического или деревянного пуансона.

Первый способ находит применение при вытяжке конических, сферических, параболических и других подобных деталей, для которых требуется небольшое количество операций обычного вытягивания.

На рис. 8.46 изображена последовательность гидравлической вытяжки рефлектора автомобильной фары за один ход пресса простого действия вместо многооперационного процесса обычными штампами. Рабочей жидкостью является масло, налитое в резиновый чехол.

Особенности образа гидравлической вытяжки:

  • 1) отсутствие металлического пуансона и необходимости подгонки его к матрице;
  • 2) возможность вытягивания без применения пресса, например в штампе, сжатом между двумя затянутыми плитами;
  • 3) равномерное давление на заготовку и возможность изготовления полых деталей конической, параболической и сферической форм за одну операцию.

Рабочее давление жидкости создастся помпователем высокого давления (5,0 - 20,0 МПа) или рабочим ходом механического или гидравлического прессов. В первом случае гидравлическое вытягивание может проводиться не на прессе. Основными недостатками этого процесса является значительное истончение в куполе или в дне детали, а также не устойчивое равновесие заготовки в процессе вытяжки и сползания ее набок при нарушении осевой симметрии, поскольку между "жидким пуансоном" и заготовкой отсутствует трение.

Сползание заготовки устраняется применением специального гидравлического фиксатора, что, будучи прижат к заготовке, удерживает ее от смещения и препятствует образованию сферического дна, либо применением гидромеханического способа штамповки.

В зависимости от серийности производства переменные матрицы изготавливают из чугуна, слоистых пластиков или твердой древесины. Диафрагмы и защитные резиновые прокладки делают из натурального каучука твердостью 40 - 50 ед. по Шору. Устойчивость диафрагм более 5000 штамповок, а защитных прокладок - от 1000 до 2000 штамповок.

Последовательность гидравлической вытяжки за один ход пресса простого действия
Рисунок. 8.46. Последовательность гидравлической вытяжки за один ход пресса простого действия

Необходимое давление определяется по формуле:

  • P = qFпр, (8.68)

где Fпр - проекция свободной поверхности детали, вытягивается, мм2;

q - давление жидкости в конечный момент вытягивания, кгс/мм2, примерно составляет:
  • q = (S/r) σв (8.69)

Для вытягивания сферических деталей:

  • q = 3,2 (S/dм) σв МПа, (8.70)

где S - толщина материала, мм; r - радиус закругления в дне детали, мм; dм - диаметр матрицы, мм.

Второй способ гидравлической вытяжки, при котором жидкость служит матрицей, имеет существенное преимущество перед первым способом, так как в этом случае высокое гидростатическое давление жидкости создает сильный прижим заготовки к пуансону, препятствуя ее растяжению и излишнему истончению. Одновременно с этим давление жидкости на закругление у фланца приводит к уменьшению радиуса закругления и способствует сталкиванию заготовки с матрицей. Благодаря этому создается более благоприятное напряженно-деформированное состояние позволяющее значительно увеличить глубину вытягивания.

Последовательность процесса вытяжки резино-жидкостной матрицей
Рисунок. 8.47. Последовательность процесса вытяжки резино-жидкостной матрицей

В таблице 8.40 приведены предельные и рекомендуемые коэффициенты извлечения m = d/D при штамповке эластичной или жидкостной матрицей.

По данным американских источников, этот способ гидравлической вытяжки (в гидроформах) применяется для изготовления деталей средних размеров (200 - 500 мм) из материала толщиной до 10 мм при максимальном давлении жидкости от 700 до 100,0 МПа.

Таблица 8.40. Предельные и рекомендуемые коэффициенты извлечения при штамповке эластичной или жидкостной матрицей

Штампуемые материалыКоэффициенты вытяжки m1 = d1/D
ПредельныйРекомендуемый
Дюралюминий0,430,46
Медь0,420,45
Алюминий0,410,44
Нержавеющая сталь0,410,43
Стали 10 и200,420,45

На рис. 8.48 изображена схема процесса гидравлического вытягивания в мелкосерийном производстве.

Схема установки для гидравлической вытяжки
Рисунок. 8.48. Схема установки для гидравлической вытяжки

Жидкость находится в подвижном резервуаре, оснащенном резиновой диафрагмой. Вытягивание происходит при движении пуансона вниз. Этот способ аналогичный способу вытяжки резиновой матрицей, но имеет следующие преимущества перед ним:

  • 1) возможность получить за одну операцию более глубокое вытягивание без разрушения резины;
  • 2) возможность образования более высокого давления до 100,0 МПа.

Страница 1 из 2. Читать далее >>

Источник [1] → список литературы.


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