Способ глубокой вытяжки
О П И С А Н И Е (1)925483
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. сзид-ву 315489 (22) Заявлено 30.09.80 (21) 2989366/25-27 (51) М.Кл.з В 21 D 22/20 с присоединением заявки— (23) Приоритет—
Государственный комитет (43) Опубликовано 07.05.82. Б:оллетень J¹ 17 (53) УДК 621.983.3.044 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.82 (72) Авторы изобретения E. С. Сизов, М. А, Бабурин, К. Г. Сизова и Г. С. Ротницкий.
i.!
",)
1 (71) Заявитель с
»)
-» (54) С П ОСОБ ГЛУБОКОЙ ВЫТЯЖКИ
S.— S
= (0,25 —: 0,3)г,р, i) Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а именно к глубокой вытяжке полых деталей из листового металла и может быть использовано во всех отраслях машиностроения, изготавливающих полые детали из листовых заготовок.
Известен способ глубокой вытяжки с утонением материала, при котором осуществляют вытяжк)у с одновременным осажи- 10 ванием фланца и созданием радиального подпора в торец его (11, который позволяет существенным образом расширить технологические возможности формообразования глубоких деталей за одяу операцию. Одна- 15 ко использование этого способа не приводит к устранению фестонообразования при вытяжке, вследствие чего коэффициент использования металла при вытяжке деталей из анизотропного материала не снижается.
Цель изобретения — повышение коэффициента использования анизотропного материала при изготовлении полых листовых деталей.
Эта цель достигается тем, что по пред- 25 ложенному способу глубокой вытяжки с утонением и одновременной осадкой фланца заготовки и созданием торцового подпора, перед вытяжкой осуществляют предварительнуfo осадку заготовки в зоне флак- З0 ца с обеспечением истечения металла от центра к периферии заготовки н степенью осадки, определяемой по формуле где 50 — исходная толщина заготовки;
S — толщина заготовки после предварительной осадки ее; г,.р — средний коэффициент анизотропии.
На фиг. 1 показаны этапы предварительного нагружения заготовки усилием со стороны пуансона и прижима (левая половина) н этап нагружения заготовки, соответствующий соприкосновению торцовой повер:ности заготовки с резиной при диаметре заготовки, равном D„(правая половина); на фиг. 2 — этап вытяжки, обусловливаемый сокращением диаметра фланца заготовки до В, (левая половина) и этап, соответствующий окончанию процесса вытяжки (правая половина).
Предложенный способ осуществляется в штампе, содержащем матрицу 1 с размещенной на ней рабочей средой 2, прижим, 3 и п|уансон 4.
Заготовку 5 устанавливают на матрицу
1, затем за ее торцом размещают рабочую
925483
15
S,— S — Π— — =-(0,25 — 0,3) !,.р, !
З5
4д — rà +r45 +r90 0,279 + 0,965 —;0,328 0 52
3 3
60 среду 2, в качестве которой может быть IIcнользована жидкость, пластичный металл, резина. Объем рабочей среды V„, принимают меньше закрытого объема V, „, который ограничен осаждающими плоскостями прижима 3 и матрицы 1, а также цилиндрическими поверхностями матрицы 1 и торца заготовки 5, Рабочую среду 3 размещают в закрытом объеме р ., „. На чертеже, например, в качестве рабочей среды показано резиновое кольцо, внутренний диаметр которого при пят больше исходного диаметра за готовки 0.,из условия V (V „. После опускания прижима 3 до соприкосновения с заготовкой 5 пуансон 4 перемещают вниз If
Усил:.см Р „р с cIo стоРоны создают пРсдварителы ое нагружение заготовки 5 по внутренней кромке фланца заготовки 5.
Причем усилием со стороны пуансона 4 оса KJBIoг материал у вытя?иных кромок матрицы 1 и пуансона 4, не разрушая его.
Затем усилием Р,р со стороны прижима 3 осуществляют предварительную осадку фланца заготовки 5 с изменением исходной толщины S p до толщины S, в результате чего диаметр 0 „торцовой повсрхност;I фланца заготовки 5 увеличивается до диаметра D „„за счет истечения металла в радиальном направлении от центра заготовки
5. Предварительную осадку осуществляют до тех пор, пока тор,цовая поверхность фланца не упрется в рабочую среду 2.
Дальнейшее опускание прижима 3 приводит к одновременному ocB?KHBBHHIo фланца заготовки 5 и созданию радиального подпора в его торец со стороны,компримируемой рабочей среды 2, что наряду с усилием, приложенным к пуансону 4, приводит к истечению металла в вытяжной зазор между пуансоном 4 и матрицей 1. В результате нару?кный диаметр фланца заготовки 5 уменьшится сначала до D„, а затем до диаметра детали D
Таким образом, предварительная осадка фланца с истечением металла в радиальном направлении от центра заготовки
Осуществляют процесс вытяжки в соответствии с вышеизложенным. При создании давления Р„р на прижиме 3 порядка 700
MIIa осуществляют предварительную осадасу фланца заготовки 5 с изменением исходной толщины S, до толщины S, которая определяется из условия " =(0,25 —:
S. —:0,3) r „„откуда S=SII — 0,3r,.„S, S =
= 1,5 — 0,3 0,52 1,5=1,25 мм.
Объем рабочей среды 2 подбирают таким образом, чтобы после предваритсльспособствует выравниванию механических свойств во фланцевой части заготовки, что приводит к вытяжке полых деталей без
«фестонов», В результате этого практически отпадает необходимость последующего удаления фестонов, и повышается коэффициент использования металла.
Следует отметить, что чем больше средний коэффициент анизотропип листового металла, тем большую степень прсдваритсльной осадки фланца заготовки 5 псооходимо задавать для выравнивания механических свойств фланцевой части заготовки 5.
Установлена следующая экспериментальная завнсимость между указанными параметрами:
Экспсримептально было установлено, что если степень деформации при пре.1вар;грельной осадке меньше 0,25 т,, то в процессе дальнейшей осадки заготовки 5 с истечением металла в радиалыюм направлении от центра заготовки 5 нс создаются условия для равномерного течения торца заготовки 5. В результате по торцу заготовки 5 образуются «фестопы». Гели степень деформации больше 0,3 r,, то возрастает усилие вытяжки, так как в результате осадки еще большая площадь фланца оказывается под прижимом 3 и процесс становится энергетически не выгодным.
Пример изготовления цилиндрической детали с внутренним диаметром D„=6 мм, TO tIIUHHOH S» = 1 ММ> высотой f1= — 8 MNI диаметром фланца О, =-10 мм пз алюминиевого сплава АМцАМ. Диаметр контейнера 0,= — 30 мм. Толщина заготовки 5
1,5 мм. Диаметр заготовки 5 для вытяжки устанавливается из условия постоянства объема металла до и после вытяжки и равен D=20 мм. Диаметр матрицы 1 равен
8 мм, Средний коэффициент анизотропии заготовки из АМцАМ ной осадки фланца заготовки 5 с толщиной
S, =1,5 мм до толщины $=1,25 мм торцовая поверхность ее уперлась бы в рабочую среду 2. Дальнейшее опускание прижима 3 приводит к одновременному осаживанию фланца заготовки 5 и созданию радиального подпора в торце фланца заготовки 5, что наряду с усилием пуансона 4 Р„=18 kH приводит к истечению металла в вытяжной зазор между матрицей 1 и пуансоном
4. В результате получают деталь без образования фестонов, которые имеют место в известном техническом решении, 925483
S„— S
- (0,25 — О. 3) г, р, S„„
15
Г(редварительная осадка фланца создает условия для равномерного течения торца заготовки 5, в результате чего деталь имеет равный торец, что снижает обьем удаляемого металла при операции подрезки фланца заготовки, упрощает технологию изготовления деталей и исключает потери мсталла, которые при использовании известного способа составляют до 20% от объема металла исходной заготовки.
Использование изобретения при серийном изготовлении деталей на одном из заводов отрасли обеспечит экономический эффект порядочка 5 тыс. руб. в год.
Формула изобретения
Способ глубокой вытяжки по авт. св.
»№ 315489, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования анизотропного материала, перед вытяжкой осуществляют предварительную осадку заготовки в зоне фланца с обеспечением истечения металла от центра к периферии заготовки и степенью осадки, определяемой по формуле где S, — исходная толщина заготовки;
$ — толщина заготовки после предварительной осадки;
r,p — средний коэффициент анизотропии.
Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
20 J¹ 315489,,кл. В 21 D 22/20, 17.12.G9.
925483, pnp
Составитель О. й4атвеева
Tcxpt. ä А. Камышникова Корректор С. Файн
Редактор .Л. Утехина
Заказ 410 332 Изд. ¹ 140 Тираж 842 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушскгя наб., д..4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
