Способ изготовления полых изделий путем вытяжки

 

Использование: в машиностроении при обработке металлов давлением. Сущность изобретения: вытяжку листовой заготовки в матрицу производят с образованием гофров на кольцевом участке фланца и их распрямлением на радиусной кромке матрицы. Гофр образуют по периферии фланца, а в процессе вытяжки ограничивают смещение фланца в вертикальном направлении. Повышается качество заготовки из тонколистового материала за счет увеличения степени вытяжки.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в машиностроении при изготовлении полых деталей из листовых заготовок методом глубокой вытяжки.

Известен способ для глубокой вытяжки, описанный в заявке Японии 61-266130, МКИ В 21 D 22/20 "Способ вытяжки", где для предотвращения образования складок, заготовку прижимают кольцом к верхней полости матрицы. Вытяжку осуществляют с помощью пуансана протягиванием материала заготовки в полость матрицы. В процессе вытяжки изменяется усилие прижима.

Так же известен способ с изменением усилия прижима заготовки в процессе вытяжки, описанный в заявке ФРГ 61-266130, МКИ В 21 D 22/20 "Способ и устройство для глубокой вытяжки".

Наиболее близким из известных является способ изготовления полых изделий, включающий вытяжку листовой заготовки в матрицу с ограниченным смещением ее фланца в вертикальном направлении, описанный в книге Скворцова Г.Д. "Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки", Москва, Машиностроение, 1972, с. 257, рис. 227.

Недостатком известных способов, как аналогов так и прототипа, является то, что процесс вытяжки производят с прижимом заготовки, а это приводит к увеличению напряжений в штампуемой заготовке, в свою очередь к уменьшению степени вытяжки и ухудшению качества заготовки.

Задачей при создании способа вытяжки полых изделий является увеличение степени вытяжки и улучшение качества заготовок, особенно тонкостенных.

Использование предлагаемого изобретения позволит получить следующий технический результат: - облегчение процесса течения штампуемого материала при вытяжке, за счет увеличения радиуса закрепления рабочей кромки вытяжного кольца; - снижение напряжения в опасном сечении штампуемой детали.

Сущность предложенного способа заключается в том, что осуществляют вытяжку листовой заготовки в матрицу с ограниченным смещением ее фланца в вертикальном направлении, в качестве листовой заготовки используют тонкостенную заготовку, а в процессе вытяжки по периферии ее фланца образуют кольцевые гофры с последующим их распрямлением на радиусной кромке матрицы.

Степень вытяжки полых деталей из листового материала ограничена величиной напряжений, возникающих в штампуемом материале. Предельные растягивающие напряжения в стенке полой детали ограничиваются прочностью деформируемого материала в опасном сечении. Это сечение проходит в том месте, где боковая стенка сопрягается с плоским дном полой цилиндрической детали. Таким образом, при некоторой предельной степени деформации, которая соответствует предельному значению коэффициента вытяжки, материал преждевременно разрушается в этом сечении. На величину напряжений, действующих в опасном сечении, большое влияние оказывает величина напряжений сжатия, возникающих в процессе вытяжки во фланце. Уменьшение напряжений сжатия во фланце, при прочих равных условиях, приводит к уменьшению напряжений, действующих в опасном сечении, и, тем самым, к увеличению степени вытяжки. Выполнение гофров на фланце дает возможность уменьшить напряжения в штампуемой заготовке и исключить ее обрыв в процессе штамповки. Так как действующие в процессе штамповки напряжения сжатия во фланце имеют наибольшую величину у периферии фланца, то и гофры следует расположить по периферии. Предложенный способ позволяет исключить усилие прижима заготовки в процессе вытяжки, что так же уменьшает напряжение. Для исключения неконтролируемого гофрообразования ограничивают смещение фланца в вертикальном направлении. Выполнение гофров по периферии фланца препятствует образованию складок у вытягиваемого материала на рабочей радиусной поверхности вытяжного кольца даже при отсутствии усилия прижима заготовки, и позволяет в несколько раз увеличить радиус закругления, что приводит к обеспечению процесса течения штампуемого материала при вытяжке.

В подтверждении промышленной применимости можно рассмотреть следующий пример конкретного выполнения.

Предложенным способом глубокой вытяжки изготовлен полый стакан диаметром 104 мм и высотой 38 мм из фольги алюминиевого сплава АД1 толщиной 0,15 мм. При вытяжке на плоской заготовке ⊘175 мм образовали гофры в виде кольцевых рифлений шириной 10 мм на диаметре ⊘160 мм и ⊘145 мм распрямление гофров производят на радиусе вытяжного кольца 10 мм. При вытяжке усилия прижима заготовки не использовались. Использование предложенного способа позволяет снизить напряжение в опасном сечении штампуемой детали, и выполнять процесс вытяжки без усилия прижима.

Формула изобретения

Способ изготовления полых изделий, включающий вытяжку листовой заготовки в матрицу с ограниченным смещением ее фланца в вертикальном направлении, отличающийся тем, что в качестве листовой заготовки используют тонкостенную заготовку, а в процессе вытяжки по периферии ее фланца образуют кольцевые гофры с последующим их распрямлением на радиусной кромке матрицы.