69605

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ВЫТЯЖКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО КОЕФФИЦИЕНТА ВЫТЯЖКИ

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Цель, работы: Изучение способа превращения плоской или полой заготовки в открытое сверху полой изделие и знакомство с устройством штампа. Определение предельного коэффициента вытяжки для 1-й операции и максимально допустимого значения диаметра заготовки.

Русский

2014-10-07

1.65 MB

6 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 43

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ВЫТЯЖКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО КОЕФФИЦИЕНТА ВЫТЯЖКИ

Цель, работы :  

I.  Изучение способа превращения плоской или полой заготовки в открытое сверху полой изделие и знакомство с устройством штампа.

2. Определение предельного коэффициента вытяжки для 1-й операции и максимально допустимого значения диаметра заготовки.

3. Знакомство с устройством прибора для выдавливания колпачков и определение  штампуемости материалов.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Операция вытяжки является одной из операций листовой штамповки.  В качестве исходного материала при вытяжке используют все технические металлы и их сплавы в виде листов,  лент и полос, способные приникать пластическую деформацию. Таким образом,   вытяжка является процессом получения полых изделий из плоской листовой заготовки. Этот процесс можно вести как без утонения, так и с утонением заготовки. Вытяжкой изготавливают кузова и тормозные барабана автомобилей,  кожухи,  кастрюли, гильзы и т.п.

Исходная заготовка не должна иметь избыточного материала, поэтому заготовку для вытяжки получают вырубкой из листа. При изготовлении тел вращения заготовку  вырубают в форме диска /кружка/ определенного диаметра. Успешный процесс вытяжки может быть осуществлен при условии,  что уменьшение заготовки до диаметра полого цилиндра будет происходить в определенном отношении,  чтобы напряжения,  возникающие в металле,  не превосходили предела прочности.

Операция вытяжки производится в штампе /рис. 43.1/,  причем в зависимости от материала заготовки и глубины полого изделия процесс вытяжки макет выполняться за несколько операций в последовательном ряде штампов с постепенным уменьшением диаметра изделия.

Процесс вытяжки выполняется нажатием пуансона I на среднюю часть обычно круглой  заготовки 3,   который выдавливает ее в отверстие матрицы. Донышко будущей чашечки 5, проходя через матрицу,  тянет за собой остальную часть заготовки к центру, что приводят к ее сворачиванию и уменьшению в диаметре.  Условия деформации при этом таковы, что каждая элементарная часть заготовки, радиально расположенная,  вклинивается между соседними такими же частями.  В результате этого в кольцевом направлений появляются напряжения сжатия,  которые могут оказаться настолько значительными,  что вызывают при определенных условиях появление складок. Чтобы избежать этого явления,  применяют различной конструкции кольцевые прижимы 2,  которые прижимают фланец заготовки к торцу матрицу,  предохраняя от образования складок.  Удельное давление прижимного кольца обычно составляет 0,1  + 0,4 кг/мм2. Практически без прижима вытяжку можно выполнят,   если  D3 dn1 18 S.

При вытяжке для снижения местных давлений на кромках пуансона и матрицы и уменьшения концентрации напряжений в деформируемом теле, а следовательно, уменьшения возможности разрыва заготовки, принимают радиус кромки у пуансона и матрицы равными

Z n = (4…6) s,    Z м =(5…10) s.

При выполнении операции вытяжки металл заготовки получает наклеп, вследствие чего теряются его пластические свойства. За один проход при вытяжке заготовки ненаклепанной низкоуглеродистой стали допускается получение чашечки диаметром в 1,8...2,0 раза меньше диаметра заготовки, при последующих операциях допускается уменьшение диаметра из-за потери пластичности металла еще меньше и составляет всего 1,2...1,4 к диаметру исходной чашечки. Поэтому при получении изделий вытяжкой за несколько операций на промежуточных стадиях обработки, обычно через две операции вытяжки, полуфабрикат подвергают отжигу с последующим удалением окалины с поверхности изделия.

Как правило, вытяжку выполняют с применением смазки контактных поверхностей матрицы и прижимного кольца. Это уменьшает необходимое усилие на пуансоне при деформации, снижает возможность отрыва донышка и повышает стойкость инструмента.

При получении изделий из заготовки без утонения, кольцевой зазор между пуансоном и матрицей принимается /1,11,3/S. Когда получают детали с толщиной стенки меньше толщины донышка, применяют вытяжку с утонением. В данном случае зазор между пуансоном и матрицей берут меньше толщины заготовки.

Так как при вытяжке происходит процесс получения полого изделия диаметром dn и высотой hn из плоской заготовки /рис. 43.2/, то пооперационное отношение последующего диаметра полого цилиндра к предыдущему диаметру, включат и диаметр плоской заготовки, называют коэффициентом вытяжки - т .

 Для первой операции      m = d1  ,

                                                                         D

где d1 - диаметр полого цилиндра, мм; D) - диаметр заготовки, мм.

Для последующих операций    m = dn_

                                                      dn-1                                            

Так как диаметр полученного изделия в результате вытяжки всегда меньше диаметра заготовки, то коэффициент вытяжки меньше единицы  т < I. Чем меньше коэффициент т, тем больше получаются вытяжки, что дает возможность сокращать число промежуточных операций для получения готового изделия. Уменьшение диаметра чашечки в результате первой операции вытяжки /при неизменном диаметре заготовки/ с целью уменьшения коэффициента вытяжки приводит, в конечном счете, к нарушению сплошности металла и его разрыву. Следовательно, коэффициент вытяжки имеет предельное значение, называемое предельным коэффициентом вытяжки тпр .

Контроль штампуемости стали производится на специальном приборе для выдавливания колпачков /рис. 43.3/.

При испытании на выдавливание образец, вырезанный из листа, закладывают между пуансоном 5 и матрицей 6 и продавливают с помощью ручного маховика I до появления трещины на выпуклой стороне образца. Момент появления трещины легко отмечается при наблюдении за отражением колпачка в зеркале 7. Глубина вытяжки металла 3 до образования трещины отсчитывается в целых миллиметрах по линейке 3 и в долях миллиметра по диску 2. Весь прибор смонтирован на станине 4.

Листы для глубокой штамповки должны иметь гладкую и блестящую поверхность, равномерную толщину и обладать достаточной пластичностью-штампуемостью.

О пластичности металла судят по глубине вытяжки до начала разрыва, по виду последнего и по состоянию поверхности вытянутого колпачка. Глубина выдавливания должна превышать определенные пределы. Разрыв должен иметь кольцеобразную форму, а не быть односторонним. Односторонний  разрыв свидетельствует о плохом отжиге  металла или наличии в нем значительного количества неметаллических включений. Иногда разрыв сопровождается на колпачке шероховатой поверхностью, напоминающей апельсиновую кору. Это явление вызвано наличием в металле крупных зерен.

ОБОРУДОВАНИЕ,  ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ЗАГОТОВКИ

1.   Для получения процесса вытяжки используют гидравлический пресс на 10 т,

2.   Прибор для выдавливания колпачков.

3.   Штамп для глубокой вытяжки.

4.   Исходные заготовки-образцы;

а/ для определения предельного коэффициента вытяжки из листовой латуни   S = 1мм,      ø 75, 64, 58;

6/ для определения штампуемости различных материалов  ø 50 х 1 /3шт./;

  1.  Штангенциркуль с ценой деления 0,1 мм.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

1.  Объяснение преподавателем сущности операции вытяжки.

2. Демонстрация мастером производственного обучения работы 10-тонного гидравлического пресса и устройства штампа для глубокой вытяжки.

3.     Определение коэффициентов вытяжки для первой операции:

а/ измерение параметров заготовок и штампа для вытяжки;

результаты измерений заносят в таблицу 43.1 гр. 2-6

Таблица 43. 1

Расчет напряжений и коэффициентов вытяжки

для заготовок различных диаметров

Номер опыта

Параметры заготовок

Параметры штампа

Показания монометра пресса Рм, кг/см2

Усилие пресса Р, Н

Площадь разрыва или площадь торцевой части чашечки F, мм2

Направления в материале при вытяжке σ, МПа

Коэффициент вытяжки , m

Диаметр заготовки  D,мм

Толщина заготовки

S , мм

Диаметр матрицы  dм, мм  

Диаметр пуансона dn, мм  

Зазор между матрицей и пуансоном  Z ,мм

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

2

3

б/ для определения коэффициентов вытяжки в штамп последовательно закладываются плоские заготовки  диаметром 75,  64,  53, диаметр который выбран так,  что при вытяжке из максимального диаметра в заготовке возникают напряжения,  превосходящие предел прочности, и происходят разрушение последней / коэффициент вытяжки отсутствует/.

В заготовках меньших диаметров напряжения,  которые возникают при вытяжке, меньше предела прочности,  а поэтому происходит процесс превращения плоской  заготовки в полое изделие-чашечку;

в/ измеряют максимальные показания манометра пресса  при вытяжке заготовки и заносят в гр. 7;

г/ определяют усилие, которое передает пресс по формуле

                                             P = Pm  F,

где Рм – показания манометра, кгс/см2;  F – площадь плунжера пресса равна 5000мм2,

или    

   P = 500 F. H

Результаты вычислений записывают в гр. 8;

д/ определяем площадь торцевой части чашечки по формуле

   F = π (d2 – d 2b)

          4

где d –наружный диаметр чашечки, мм; dввнутренний диаметр чашечки, мм.

Результаты вычислений заносим в гр. 9 табл. 43.1;

e/ определяем напряжение, возникающие в материале при вытяжке, МПа, по формуле

 

  σ = P

                                F

где Р – усилие пресса, Н.

Результаты вычислений вписываем в гр. 10 табл. 43.1;

ж/ определяем коэффициенты вытяжки для трех заготовок по формуле

m = d

                                 D

где D – диаметр заготовки, мм;  d – наружный диаметр чашечки, мм.

Значения коэффициентов вытяжки записываем в гр. 11 табл. 43.1

4. Определение предельного коэффициента вытяжки. На основании данных проведенных опытов строится график зависимости /ряс. 43.4/ напряжения б  от коэффициентов вытяжки т .

При вытяжке чашечки из заготовки максимального диаметра происходит разрыв чашечки по кольцевому сечению, следовательно, коэффициент вытяжки отсутствует. Это означает, что в материале заготовки возникли предельные напряжения, вызвавшие ее разрыв. На графике этот опыт будет представлен прямой линией, проведенной параллельно оси коэффициентов. Последующие опыты дадут точки на графике, через которые необходимо провести прямую линию до пересечения с линией предельных напряжений. Точка пересечения двух прямых даст значение предельного коэффициента вытяжки ткр.

  б, МПа

500

400

300

200

                                                  0,3      0,4     0,5     0,6          m

Рис. 43.4

5. Определение максимально допустимого значения диаметра заготовки для первой операции вытяжки, мм, по формуле

   D max =   d_

                                                 mпр

6. Определение штампуемости /пластичности/ материалов на приборе для выдавливания колпачков. Для этой цели провести выдавливание трех плоских круглых заготовок из различных материалов. Но глубине вытяжки В /до начала разрыва/ судят о пластичности металла и его штампуемости.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

10017. Основы редактирования документов в MS Word 180.5 KB
  Основы редактирования документов в MS Word Цель: Освоить правила редактирования текста: выделение перенос копирование удаление фрагментов текста. Рекомендации к выполнению Редактирование внесение изменений в набранный текст. Чаще всего приходится стирать ошибо