ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Отбортовка из "основы теории листовой штамповки " Отбортовка — операция получения горловин в плоской илц пространственной заготовке путем вдавливания в отверстие матрицы части заготовки с предварительно пробитым отверстием. В процессе отбортовки очагом деформации является часть заготовки, противостоящая отверстию матрицы, причем в очаге деформации длина элементов заготовки увеличивается в тангенциальном направлении. Схема процесса деформирования при отбортовке приведена на рис. 89. [c.239] Вдавливание заготовки в отверстие матрицы (в силу сплошности заготовки) с учетом того, что часть заготовки, находящаяся на плоскости матрицы (фланец), не должна деформироваться, вызывает появление меридиональных растягивающих напряжений. Так как тангенциальная деформация ед является деформацией растяжения, то и тангенциальные напряжения также являются растягивающими. [c.239] Контактные напряжения являются сравнительно небольшими и не могут оказывать заметного влияния на переход заготовки в пластическое состояние, поэтому с достаточной степенью приближения можно считать, что при отбортовке в очаге деформации схема напряженного состояния близка к плоской схеме двухосного растяжения. В такой схеме крайними главными нормальными напряжениями будут одно из действующих растягивающих напряжений (максимальное) и напряжение, перпендикулярное к срединной поверхности, равное нулю (минимальное). Так как у кромки отверстия меридиональное напряжение Ор = О, то оно должно быть переменным и изменяться от нуля у кромки отверстия до максимума на границе очага деформации с недеформируемой частью заготовки. Для соблюдения условия пластичности в любой точке заготовки необходимо, чтобы максимальным главным нормальным напряжением было тангенциальное напряжение Од. [c.239] Рассмотрим процесс деформирования при отбортовке заготовок с круглым отверстием, предназначенный для получения цилиндрических горловин (бортов), при котором имеется осевая симметрия деформирования. [c.239] ОНИ смещаются относительно торца пуансона и последовательно выходят в зазор между пуансоном и матрицей, формируя образующуюся горловину. Элементы в процессе смещения относительно торца пуансона (рассматривается отбортовка пуансоном с плоским торцом) выходят на его скругленную кромку, претерпевая изгиб, а при сходе с нее — спрямление. [c.240] Действие изгибающего момента в зоне изгиба приводит к тому, что часть заготовки, противостоящая торцу пуансона, немного отходит от него, принимая (приближенно) коническую форму. Таким образом, на поверхность заготовки действуют нормальные напряжения лишь в той ее части, которая контактирует со скругленной кромкой пуансона, и только на этой контактной поверхности действуют силы трения. В зависимости от величины радиуса скругления кромки пуансона протяженность контактной поверхности составляет малую или значительную долю протяженности очага деформации, которая может изменяться в процессе деформирования. В частности, на определенном этапе деформирования при отбортовке сферическим пуансоном контактная поверхность может охватывать почти весь очаг деформации. [c.240] Из полученных формул можно сделать вывод, что при отбортовке заготовка во всем очаге деформации утоняется, а следовательно, площадь ее увеличивается. Следовательно, при отбортовке для отыскания размера отверстия, необходимого для получения горловины заданного диаметра и заданной высоты, не может быть использовано условие равенства поверхностей заготовки и детали. Для выяснения условия, позволяющего определить размеры отверстия под отбортовку по заданным размерам борта, проанали--зируем изменение ширины отбортовываемой части заготовки в процессе деформирования. [c.242] В этом случае, по сути дела, мы переходим от логарифмических деформаций к относительным. [c.243] Необходимо отметить, что формула (309) является приближенной не только из-за погрешностей, вносимых принятыми заменами сложных функций первыми членами разложения в ряд, но и из-за того, что в проводимом анализе не учитывалось влияние некоторых факторов на величины деформаций при отбортовке. К неучтенным факторам в первую очередь относится относительный радиус скругления кромки пуансона rjs. Действительно, элементы заготовки, смещаясь относительно рабочего торца пуансона, получают изгиб при входе на скругленную кромку пуансона и спрямление при сходе с нее (при переходе в цилиндрическую стенку образующейся горловины). [c.244] Ранее было показано, что изгиб и спрямление в условиях действия растягивающих продольных сил в меридиональном направлении вызывают дополнительное утонение заготовки, а следовательно, и увеличение ее поверхности. Дополнительное утонение заготовки, создаваемое изгибом и спрямлением, будет тем больше, чем меньше относительный радиус, в данном случае чем меньше rjs. Уменьшение rjs приводит к некоторому увеличению высоты борта при том же значении ширины отбортовываемой части заготовки. Более точное решение задачи по отысканию величины коэффициента с, в том числе и с учетом влияния изгиба и спрямления, дано в работе [43]. Однако проведенный анализ и результаты опытов, а также практика проектирования технологических процессов на многих заводах показали, что полученное условие равенства длины развертки борта по средней линии и ширины отбортовываемой части заготовки является в большинстве случаев вполне приемлемым, с погрешностью в пределах до 10%. [c.245] Рассмотрим более подробно определение величины максимального растягивающего напряжения Ор действующего на границе очага деформации с недеформируемой частью заготовки. Прежде всего необходимо отметить, что в начальной стадии деформирования заготовки радиус границы между очагом деформации и недеформируемой частью заготовки является величиной переменной. Действительно, в начале деформирования пластическая деформация будет наблюдаться в части заготовки, ограниченной радиусом р =DJ2, и лишь в части заготовки, опирающейся на плоскую поверхность матрицы, можно считать, что пластические деформации отсутствуют. [c.245] В общем случае на величину Ор ах могут оказывать влияние текущее значение коэффициента отбортовки, изгиб и спрямление элементов при их перемещении относительно торца пуансона, силы трения, действующие на контактной поверхности заготовки и пуансона, упрочнение заготовки в процессе деформирования, а также изменение толщины заготовки в процессе отбортовки. [c.245] В этой формуле не учтено влияние изменения толщины заготовки. [c.246] Примем, что напряжение текучести определяется степенной зависимостью от относительной деформации по формуле (18). [c.246] Из формулы (316) видно, что для неупрочняющихся материалов (г()ш = 0) наибольшая величина Ор будет в самом начале отбортовки (а = 0) и что с возрастанием интенсивности упрочнения материала заготовки (с увеличением г ) увеличивается величина а, соответствующая возникновению наибольшего Ор ах. [c.248] Можно заметить, что угол а в процессе деформирования увеличивается от а = О в начале деформирования до а = л/2 к моменту завершения охвата заготовкой скругленной кромки матрицы. Естественно, что при этом усилие отбортовки по ходу пуансона должно иметь максимум. [c.248] При отбортовке пуансоном с плоским торцом и относительно малыми значениями радиуса скругления кромки часто на поверхности борта наблюдается образование кольцевой волны (рис. 91). Такой дефект особенно нежелателен, если полученная горловина служит для соединения деталей по посадке или с помощью резьбы. [c.249] Наиболее эффективным способом устранения рассмотренного дефекта является увеличение радиуса скругления кромки пуансона. При отбортовке сферическим пуансоном такой дефект исключается. Объясняется это и тем, что в данном случае действие тангенциальных растягивающих напряжений в очаге деформации способствует более плотному прилеганию заготовки к пуансону. [c.250] Как видно, величина де рмации при постоянном Ар увеличивается с уменьшением радиуса р и, следовательно, достигает максимальной величины вблизи кромки отверстия. К этому следует добавить, что и Ар = / (р) увеличивается с уменьшением радиуса (при малых Ор меридиональная деформация отрицательна и абсолютная ее величина возрастает с уменьшением Ор). Последнее обстоятельство, в свою очередь, способствует увеличению деформации тангенциального растяжения по мере приближения к кромке отверстия. [c.250] Вернуться к основной статье