45. Формоизменяющие операции при холодной листовой штамповке.

Формоизменяющие операции — гибка, вытяжка, отбортовка, обжим, раздача, рельефная формовка выполняются пластической деформацией металла без разрушения заготовок (рис. 34).

Гибка — придание заготовке криволинейной формы или изменение кри­визны заготовки. При гибке пластически деформируется только участок заготовки в зоне контакта с пуансоном 1 (рис. 34, а): наружные слои растягиваются, а внутренние (обращенные к пуан­сону) сжимаются.

Рис. 34. Формоизменяющие операции

При снятии нагрузки растянутые слои заготовки упруго сжимаются, а сжатые растягиваются, что приводит к изме­нению угла гибки. Это нужно учитывать соответствующей поправкой на угол гибки.

Вытяжка — образование полой детали из плоской или полой заготовки (рис. 34 б). Вырубленную заготовку диаметром D укладывают на плоскость матрицы 3 вручную или автоматическим подающим устройством. Пуансон 1 надавливает на заготовку, и она, смещаясь в отверстие матрицы 3, образует стенки вытя­нутой детали. Формоизменение при вытяжке оценивают коэф­фициентом вытяжки , который в зависимости от ме­ханических характеристик металла и условий вытяжки не дол­жен превышать 1,8—2,1. При D/d > (18-20)S возможна потеря устойчивости фланца, образуются складки при вытяжке. Их предотвращают прижимом 2 фланца заготовки к матрице.

Детали с большим формоизменением заготовки получают за несколько операций вытяжки с постепенным уменьшением диа­метра полой детали и увеличением его высоты (рис.34 в). Промежуточный отжиг для устранения наклепа позволяет увеличить k_B до 1,4—1,6. Опасность разрушения заготовок устраняют также скруглением кромок пуансонов и матриц r = (5-1О)S и применением пра­вильно подобранных смазок для уменьшения сил трения между поверхностями заготовок и инструмента.

Отбортовка — образование борта (горловины) вокруг отвер­стия в заготовке (рис. 34 г). Допустимое без разрушения формо­изменение характеризуют коэффициентом отбортовки , где d_Q — диаметр отверстия в плоской заготовке. Коэффициент k₀ зависит от механических характеристик металла заготовки и ее относительной толщины S/d и не превышает 1,2—1,8. Наиболее производительна пробивка отверстий под отбортовку, но из-за наклепа и заусенцев уменьшается допустимое значение k_o по­этому лучше комбинировать пробивку g последующим рассверливанием отверстий. Отбортовку применяют для изготовления кольцевых деталей с фланцами и для образования уступов в де­талях для нарезания резьбы, сварки или сборки, а также для увеличения жесткости конструкции при малой ее массе.

Обжим — уменьшение периметра поперечного сечения кон­цевой части полой заготовки производится заталкиванием за­готовки в сужающуюся полость матрицы (рис. 34 д). За один переход можно получить d = (0,7 – 0,8) D_3aг. Для большего формо­изменения делают несколько последовательных операций обжима.

Раздача — увеличение периметра поперечного сечения заго­товки коническим пуансоном (операция, противоположная об­жиму). Рельефная формовка — местное деформирование заготовки для образования рельефа в результате уменьшения тол­щины заготовки (рис. 34 е). Формовкой получают выступы на заготовке, ребра жесткости и т. п. в металлических штампах. Иногда пуансоном или матрицей служит эластичная среда, на­пример, резиновая подушка.

Штампы для листовой штамповки делятся по технологическому признаку в зависимости от выполняемой операции (вырубные, гибочные, вытяжные и т. д.). В зависимости от числа выполняе­мых операций различают одно- и многооперационные штампы. Многооперационные штампы бывают последовательного действия, т. е. операции выполняются последовательно при перемещении заготовки по нескольким рабочим позициям штампа (рис. 34 б), и совмещенного действия, т. е. операции выполняются на одной позиции.

Для массового и крупносерийного производства целесооб­разно применять сложные и совершенные штампы. Для штам­повки небольшого числа деталей (мелкосерийное производство) сложные и дорогостоящие штампы применять нерационально. В таких случаях применяют упрощенные и быстропереналаживаемые штампы. При штамповке эластичными средами только один рабочий элемент (пуансон или матрицу) изготовляют из металла. Другим рабочим элементом служит эластичная среда: резина, пластмасса (полиуретан) или жидкость. Для высоко­скоростной штамповки — взрывом, электрогидравлическим уда­ром или электромагнитным полем не требуется дорогостоящего прессового оборудования, штампы просты по конструкции. Им­пульсным приложением нагрузки разгоняют заготовку до боль­ших скоростей, достигающих 150 м/с, накопленная заготовкой кинетическая энергия расходуется на ее деформирование мат­рицей или пуансоном. Процесс штамповки длится тысячные доли секунды.