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

Рельефная формовка металла

Рельефная формовка представляет собой изменение формы заготовки, заключающееся в образовании местных углублений и выпуклостей за счет растяжения материала. Следовательно, рельефная формовка является частным случаем неглубокой местной вытяжки, при которой материал подвергается главным образом растяжению.

Типовыми примерами рельефной являются:

  • 1) штамповка ребер жесткости и выдавок (рис. 8.53);
  • 2) штамповка рельефных (выпукло-вогнутых) деталей и художественных украшений;
  • 3) штамповка-формовка деталей несимметричной конфигурации открытой формы.
Примеры рельефной формовки а - штамповки ребер жесткости, б - штамповка выпуклостей.
Рисунок. 8.53. Примеры рельефной формовки а - штамповки ребер жесткости, б - штамповка выпуклостей.

Исследование процесса местной вытяжки в заготовках большой ширины показало, что этот процесс состоит из двух последовательных стадий (рис. 8.54); деформации кольцевого участка шириной R2 - R1 с пластической деформацией дна выпуклости (рис.2,б) и стадии пластической деформации смежного кольцевого участка шириной R3 - R2. При дальнейшем опускании пуансона происходит растяжение металла в зазоре между пуансоном и матрицей и образование разрыва, без изменения границы между пластической и упругой областями.

Последовательность процесса местной вытяжки
Рисунок. 8.54. Последовательность процесса местной вытяжки: а и б - первая стадия; в - вторая стадия

Установлено, что при больших размерах заготовки (Ro > 10 Rm) граница между пластической и упругой областью составляет R3= 1,65R2. При других отношениях Ro/Rh граница между упругой и пластической областями составляет R3 = х (Rm + rm), где х = R3/R2 находится по диаграмме. Установлено также, что возможная глубина вытяжки достигается в первой стадии; вторая стадия, осуществляемая за счет небольшого растяжения и утонения пластического участка, мало увеличивает глубину вытяжки.

Глубина местной вытяжки можно описать уравнением:

  • h = (rm + rп + z)tg а,

где r - зазор между пуансоном и матрицей;
а - допустимый угол.

Для получения более глубокой местной вытяжки следует значительно увеличить зазор (до z = Rn) при малых радиусах закруглений. Большую глубину местной вытяжки можно получить при аналогично выдавливанию лунки по Эриксону за счет утонения сферического купола. Однако коническая форма выпуклости с угловыми переходами к плоскому дну обладает большей жесткостью формы. Весьма распространенной операцией является штамповка ребер жесткости, широко применяемая в автостроении, самолетостроении, вагоностроении, приборостроении, радиотехнике и т. п.

В большинстве случаев штамповка ребер жесткости производится металлическими штампами, лишь в самолетостроении она выполняется на гидравлических прессах давлением резины или жидкости.

В табл. 8.41 приведена глубина рифов, получаемая при штамповке резиной под давлением 40,0 МПа (материал Д16АМ).

В автомобильной промышленности применяют полукруглые, плоские и угловые ребра жесткости.

Таблица 8.41. Наибольшая глубина рифов, которые формируются резиной при давлении q = 40,0 МПа. Материал Д16АМ

Толщина материала S, ммНаибольшая глубина рифов при ширине лифта В, мм
51015202530
0,52,55,07,51012,515
1,02,04,37,4911,015
1,51,63,76,381015
2,01,12,64,579,514

На рис. 8.55 приведена диаграмма удлинение материала при штамповке ребер жесткости.

Кривая 1 соответствует расчетному удлинению, а заштрихованный участок 2 - действительному удлинению, имеющему несколько меньшее значение вследствие того, что растяжению подвергаются также зоны заготовки, прилегающие к ребру жесткости.

Усилия для штамповки ребер жесткости ориентировочно может быть подсчитано по формуле:

  • P = LSσBk, (8.72)

где L - длина ребер жесткости, мм;
k - коэффициент, зависящий от ширины и глубины рифа (K = 0,7 ? 1).
Удлинение материала при штамповке ребер жесткости
Рисунок. 8.55. Удлинение материала при штамповке ребер жесткости

Приближенное усилия для рельефной штамповки на кривошипных прессах небольших деталей (F <20 дм2) из тонкого материала (до 1,5 мм) может быть определено по эмпирической формуле:

  • P = FS2k, (8.73)

где F - площадь рельефа мм2;
k - коэффициент, который составляет для стали 20 -300 МПа, для латуни 150 -2,00 МПа.

Источник [1] → список литературы.


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