отбортовка отворів
Отбортовка отворів широко використовується в штамповочном виробництві, замінюючи операції витяжки, з подальшою вирубкою дна. Особливо значну ефективність дає застосування цього процесу при виготовленні деталей з великим фланцем, коли витягування важко і вимагає декількох переходів.
Деформація металу при відбортовці характеризується зміною радіально-кільцевої сітки, нанесеної на заготовку (рис. 8.57). При відбортовці отворів відбувається подовження в тангенціальному напрямку і зменшення товщини. Відстані між концентричними колами залишаються без значних змін.
Геометричні розміри при відбортовці визначають виходячи з рівності обсягів заготівлі та деталі. Зазвичай висота борта буває задана кресленням деталі. В цьому випадку діаметр отвору під отбортовку приблизно підраховують, як для простої гнучкі. Це допустимо завдяки невеликій величині деформацій в радіальному напрямку і наявності значного стоншування матеріалу.
Малюнок. 8.57. схема відбортовки
Діаметр отвору визначають за формулою.- d = D-2 (Н-0, 43r - 0,72 S), (8.96)
- H = (Dd) / 2 + 0,43r + 0,72S. (8.74)
де позначення відповідають (рис. 8.57).
Як видно з останньої формули, висота борта при інших рівних умовах залежить від радіуса заокруглення. При великих радіусах заокруглення висота борта значно збільшується.
Дослідження Р. вилки показали, що при збільшенні зазору між пуансоном і матрицею до z = (8 ÷ 10) S) відбувається природне збільшення висоти і радіусу заокруглення борту (рис. 8.58).
Ступінь деформації кромки борта при цьому не збільшується, так як діаметр заготовки не змінюється. Але внаслідок того, що в осередок деформації залучається велика кількість металу, деформація борту розосереджується, а витончення кромки дещо зменшується. Встановлено, що при збільшенні зазору до z = (8 ÷ 10) S зусилля відбортовки зменшується на 30 - 35%. Отже, відповідним чином знижуються напруги в стінках, так як від їх величини залежить опір металу деформації і зусилля відбортовки.
Таким чином, цей процес краще проводити при великій величині зазору між пуансоном і матрицею або при значно збільшеному радіусі заокруглення матриці. Така отбортовка, яка характеризується великим радіусом заокруглення, але малої циліндричної частиною борту, цілком прийнятна в тих випадках, коли вона проводиться для збільшення жорсткості конструкції при малій її масі.
Малюнок. 8.58. Збільшення висоти борта при відбортовці з зазором.
а - схема процесу б - послідовність процесу з малим зазором; в - послідовність процесу з великим зазором.
Процес з малим радіусом заокруглень і великий циліндричної частиною борту може застосовуватися лише при відбортовці невеликих отворів під різьбу або запрессовке осей або коли конструктивно необхідно мати циліндричні відбортовані стінки. Великий вплив величину зусилля надає форма пуансона.
На рис. 8.59 показані робочі діаграми і послідовність відбортовки при різній формі обриси робочої частини пуансона (криволінійна - траєкторія, дуга окружності, циліндр зі значними закругленнями, циліндр з маленькими закругленнями). Зусилля, необхідне для відбортовки циліндричним пуансоном, може бути визначено за такою формулою:- P = lnSσt (Dd). (8.75)
де D - діаметр відбортовки, мм; d - діаметр отвору, мм.
Виконання залежить від чистоти зрізу деформируемой кромки.
Малюнок. 8.59. Діаграми зусилля і послідовність відбортовки при різних формах пуансона
а - криволінійна, б - сферична; в - циліндрична зі значним заокругленням, г - циліндрична з малим заокругленням.
- , (8.76)
де d - діаметр отвору до отбортовка; D - діаметр відбортовки (по середній лінії).
Допустима величина поперечного звуження внаслідок дефектів краю отвору, значно нижче, ніж при випробуванні на розтяг. Найменша товщина біля краю борту складає S1 = S.
Величина коефіцієнта отбортовка залежить.- 1) від характеру обробки і стану кромок отворів (свердління або пробивання, наявність або відсутність задирок);
- 2) відносної товщини заготовки, що виражається відношенням (S / D) 100;
- 3) роду матеріалу і його механічних властивостей;
- 4) форми робочої частини пуансона.
Експериментально доведено зворотна залежність гранично допустимого коефіцієнта відбортовки від відносної товщини заготовки, тобто чим більше відносна товщина заготовки, тим менше величина допустимого коефіцієнта відбортовки, тим більше можливий ступінь деформації. Крім того, доведено залежність граничних коефіцієнтів від способу отримання та стану кромки отвору.
Найменші коефіцієнти отримані при відбортовці розсвердлених отворів, найбільші - при відбортовці пробитих. Коефіцієнт розсвердлених отворів мало відрізняється від коефіцієнта пробитою і отожженной заготовки, так як отжиг усуває наклеп і підвищує пластичність металу. Іноді для усунення наклепаного шару зачищають отвір на зачисних штампах.
У табл. 8.42 наведені розрахункові значення коефіцієнтів для маловуглецевої сталі в залежності від умов відбортовки і ставлення d / S.
Пробивання отворів під отбортовку варто робити з боку, протилежного напрямку відбортовки, або укладати заготовку гратами вгору, щоб грань з гратами виявилася менш розтягнутої ніж закруглена грань.
Якщо потрібна велика висота борта, не може бути отримана в одну операцію, то при відбортовці невеликих отворів в штучних заготовках слід застосувати процес з тонкою стінок (див. Нижче), а в разі відбортовки великих отворів або при послідовній витяжці в стрічці - попередню витяжку. (Рис. 8.60).
Розрахунок розмірів h і d проводиться за наступними формулами:- h = (Dd) / 2 = 0,57r; (8.77)
- d = D + 1,14r - 2h. (8.78)
Отбортовка отворів широко застосовується при послідовній штампуванні в стрічці.
Таблиця 8.42. Розрахункове значення коефіцієнтів для маловуглецевих сталей
Спосіб отримання отвори
Значення коефіцієнта в залежності від ставлення d / S