Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и формулирование задач исследования 9
1.1. Обзор литературы 9
1.2. Формулирование задач исследования 22
Глава 2. Основы теории вытяжки листовых материалов 24
2.1. Методика исследования поэтапного деформирования заготовки 24
2.2. Методика расчета напряженно-деформированного состояния анизотропной заготовки при помощи метода конечных элементов 34
2.3. Методика учета влияния упрочнения 39
2.4. Методика учета влияния изменения толщины заготовки..41
2.5. Методика расчета контура заготовки после каждого этапа деформирования 42
2.6. Методика определения опасности разрушения заготовки, усилия и работы деформирования 46
2.7. Методика расчета последующих переходов вытяжки 49
2.8. Повышение точности листоштампованных деталей, изготовляемых вытяжкой 56
2.9. Выводы по главе 60
Глава 3. Исследование вытяжки осесимметричных деталей 63
3.1. Аналитические решения упругой и пластической задач во фланце заготовки 63
3.2. Расчет при помощи МКЭ вытяжки цилиндрических деталей из круглых изотропных и анизотропных заготовок 79
3.3. Вытяжка деталей из некруглых заготовок 94
3.4. Вытяжка деталей с широким фланцем 108
3.5. Экспериментальные исследования 112
3.6. Исследование последующих операций вытяжки 119
3.7. Повышение точности осесимметричных деталей... 128
3.8. Новый способ вытяжки 147
3.9. Примеры расчета технологических параметров 150
3.10. Выводы по главе 153
Глава 4. Исследование вытяжки коробчатых деталей 158
4.1. Теоретическое исследование первой операции вытяжки коробчатых деталей 158
4.2. Экспериментальные исследования 187
4.3. Исследование вытяжки цельноштампованных кухонных моек 203
4.4. Повышение точности коробчатых деталей 217
4.5. Примеры расчета технологических параметров 241
4.6. Выводы по главе 245
Глава 5. Исследование вытяжки сложных деталей 248
5.1. Теоретическое исследование методом характеристик...248
5.2. Аналитические решения упругой и пластической задач при простом растяжении заготовки в штампе для вытяжки 257
5.3 Исследование методом конечных элементов растяжения заготовки в штампе для вытяжки 261
5.4, Исследование методом конечных элементов вытяжки сложных деталей 266
5.5, Повышение точности сложных деталей 285
5.6, Выводы по главе 298
Глава 6. Разработка системы автоматизированного проектирования процессов вытяжки 300
6.1. Методика кодирования геометрии деталей 300
6.2. Алгоритмы проектирования многооперационной вытяжки цилиндрических деталей 306
6.3. Методика автоматизированного проектирования 314
6.4. Методика определения экономической эффективности от внедрения САПР 316
6.5. Выводы по главе 318
Глава 7. Классификации способов вытяжки, сложных деталей, перетяжных ребер и порогов в штампах.. 320
7.1. Классификация способов вытяжки 320
7.2. Классификация сложных деталей 333
7.3. Классификация перетяжных ребер в штампах для вытяжки 339
7.4. Классификация перетяжных порогов в штампах для вытяжки 352
7.5. Сочетания перетяжных порогов с перетяжными ребрами 363
7.6. Выводы по главе 365
Глава 8. Разработка и внедрение новых способов, штампов и заготовок для вытяжки 368
8.1. Описание известных способов и штампов 368
8.2. Способ вытяжки заготовки с фигурным технологическим припуском 374
8.3. Штампы для вытяжки с усовершенствованными перетяжными ребрами, порогами и другими тормозными элементами 388
8.4. Штампы для вытяжки с дифференцированным и управляемым прижимом заготовки 418
8.5. Способы и штампы для вытяжки с дополнительным растяжением центральной части заготовки 436
8.6. Штампы для вытяжки деталей на многопозиционных автоматах 447
8.7. Новые конструкции листовых заготовок для вытяжки...454
8.8. Выводы по главе 457
Общие выводы 459
Литература 469
Приложение. Акты и справки о внедрении 490
- Методика определения опасности разрушения заготовки, усилия и работы деформирования
- Расчет при помощи МКЭ вытяжки цилиндрических деталей из круглых изотропных и анизотропных заготовок
- Исследование вытяжки цельноштампованных кухонных моек
- Исследование методом конечных элементов растяжения заготовки в штампе для вытяжки
Введение к работе
Для ускорения научно-технического прогресса необходимо расширять автоматизацию проектно-конструкторских и научно-исследовательских работ с применением компьютеров и шире применять малооперационные и малоотходные технологические процессы. Данная работа направлена на выполнение этих задач и посвящена разработке научно обоснованных технологических решений, созданию инженерной теории и совершенствованию технологии вытяжки листовых материалов, позволяющей пластическим формоизменением получать сложные по форме и точные по размерам детали при минимальной себестоимости и высокой производительности труда. Такие детали по геометрической форме могут быть разделены на три основные группы:
- осесимметричные (тела вращения);
- коробчатые;
- сложной формы.
Вытяжка является одной из наиболее распространенных операций листовой штамповки. Она нашла широкое применение в автомобильном, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении, приборостроении, машиностроении для легкой и пищевой промышленности, электротехнической и других отраслях промышленности. Успешному внедрению процесса вытяжки способствовали работы многих отечественных и зарубежных ученых: Ю.М.Арышенского, В.К.Белосевича, С.А.Валиева, С.И.Вдовина, С.Ф.Головащенко, В.Д.Головлева, Г.Д.Дель, А.М.Дмитриева, В.А.Евстратова, М.Е.Зубцова, Е.И.Исаченкова, В.И.Казаченка, В.В.Каржавина, В.Г.Ковалева, В.Д.Кухарь, А.Н.Малова, В.Т.Мещерина, Е.И.Мошнина, А.Г.Овчинникова, Е.А.Попова, В.П.Романовского, Л.Г.Степанского, Г.П.Тетерина, Л.А.Шофмана, Д.Н.Цой, С.П.Яковлева, R-Hill, G.Oehler, E.Siebel, D.M.Woo, N.-M.Wang, H.Iseki, Y.Yamada и других. Ими проведены теоретические исследования процессов вытяжки, экспериментально изучено влияние различных технологических параметров, накоплен и систематизирован большой производственный опыт. Однако широкий круг вопросов, связанных с созданием единой инженерной теории вытяжки различных деталей и с отысканием условий рационального ведения процессов вытяжки, не решен.
Так, например, недостаточно развита теория и технология вытяжки цилиндрических деталей с учетом упрочнения и анизотропии листового проката, с учетом конфигурации некруглой заготовки. Еще менее изучен процесс однооперационной и многооперационной вытяжки коробчатых деталей различной формы, а также процесс вытяжки сложных деталей. Выявление причин низкой точности и разработка научно-обоснованных рекомендаций по повышению точности листоштампованных деталей, изготовляемых вытяжкой, находится в начальной стадии. Это создает пробел в теории вытяжки листовых материалов, затрудняет создание систем автоматизированного проектирования (САПР) технологии вытяжки и не отвечало современным потребностям производства.
При проектировании технологических процессов вытяжки целесообразно применять математическое моделирование на компьютере, позволяющее на основании данных о напряженно-деформированном состоянии заготовки определять практически важные параметры процессов и без трудоемких экспериментов (или с минимумом экспериментов) выбрать вариант вытяжки заданной детали с минимальной себестоимостью и высоким качеством.
В настоящее время в нашей стране и за рубежом большое внимание уделяется также проблеме экономии листового проката. Миллионы тонн листового проката подвергаются листовой штамповке и, в частности, операции вытяжки при изготовлении кузовных и других деталей автомобилей, тракторов, сельхозмашин и другой техники, причем более 30 % этого проката после штамповки идет в отход. Поэтому проблемы теоретических и экспериментальных исследований, а также внедрения в промышленности результатов этих исследований по малоотходной технологии вытяжки являются важными.
Цели данной работы - разработка научно обоснованных технологических решений, создание единой инженерной теории вытяжки деталей различной конфигурации, проведение экспериментальных исследований, разработка на базе теории и этих исследований рекомендаций по повышению точности вытягиваемых деталей и методики автоматизированного проектирования технологического процесса вытяжки, разработка классификаций процессов вытяжки, кузовных деталей, перетяжных ребер и порогов, внедрение в промышленности новых малоотходных технологических процессов вытяжки осесимметричных, коробчатых и сложных деталей.
Основная часть диссертации выполнена в Акционерном обществе «Научно-исследовательский институт технологии автомобильной промышленности» (АО «НИИТавтопром») по хозяйственным договорам и в содружестве с заводами: Московский имени Лихачева (АМО ЗИЛ), Волжский (АО АвтоВАЗ, г. Тольятти), Минский (АО МАЗ), Кременчугский (АО КрАЗ) автомобильные заводы, АО «Москвич» (г. Москва), Харьковский завод «Элеватормельмаш», Фастовский завод газомазутных горелочных устройств и газомиспользующей аппаратуры (Киевская область), Барнаульский механический завод и другие.
Методика определения опасности разрушения заготовки, усилия и работы деформирования
В прессовых производствах исходный контур плоской заготовки для вытяжки заданной детали вначале определяют приближенно по имеющимся в справочниках зависимостям, а затем этот контур уточняют во время отладки штампа и штамповки опытных партий деталей.
При математическом моделировании процессов вытяжки первое приближение для контура заготовки так же определяется упрощенно, например, по справочнику [115].
Если в справочниках отсутствуют рекомендации по построению контура заготовки, при вытяжке которой деталь без фланца должна иметь одинаковую по периметру и заданную по чертежу высоту (например, такие рекомендации отсутствуют для треугольных, шестиугольных и других многочисленных конфигураций коробчатых деталей в плане), то этот контур может быть определен теоретически на компьютере методом последовательных приближений по следующей методике.
Искомый контур заготовки заменяется на окружность достаточно большого радиуса. Моделируется процесс вытяжки заданной детали из круглой заготовки этого радиуса и в очаге деформаций (во фланце заготовки) при помощи МКЭ строятся траектории перемещения частиц материала. Контуром заготовки будет замкнутая линия во фланце, все точки (частицы) которой при движении вдоль траекторий одновременно подойдут до известного внутреннего контура очага деформаций или до отверстия матрицы (до контура стенки заданной детали в плане). Из семейства таких контуров выбирается тот контур, который ограничивает площадь, равную площади детали (с учетом припуска на обрезку, если заданы жесткие допуски).
После расчета процесса вытяжки в случае необходимости задают второе приближение для данного контура заготовки и так до тех пор, пока неравномерность высоты по периметру детали не станет меньше заданной величины. Аналогично определяют контур заготовки для вытяжки любой заданной осесимметричной, коробчатой и сложной детали. В процессе расчетов на компьютере контур заготовки при необходимости корректируется с учетом достижения определенных целей: получение детали с заданными по чертежу размерами и с одинаковой по периметру стенки высотой; снижение величины максимальных растягивающих напряжений и, как следствие этого, уменьшение опасности разрушения заготовки; снижение величины сжимающих напряжений и, как следствие этого, уменьшение опасности потери устойчивости стенки детали с образованием складок. После корректировки моделирование осуществляется с учетом нового контура заготовки и так до тех пор, пока заданная цель при проектировании технологического процесса вытяжки не будет достигнута.
Координаты точек выбранного контура заготовки после каждого приращения хода пуансона при математическом моделировании вытяжки, естественно, изменяются и рассчитываются следующим образом.
Внутренний контур фланца заготовки 1 2 34 (рис. 2.3) разбивается на большое число участков, каждый из которых аппроксимируется отрезком прямой линии. Из точек разбиений проводятся нормали щ,п2,щ,...,пк (к -число нормалей) до пересечения с контуром заготовки, например в точках N и М. Участки контура заготовки между полученными точками разбиений также аппроксимируются отрезками прямых линий. Сетка конечных элементов строится таким образом, чтобы отрезки внутреннего контура фланца, контура заготовки и нормалей были сторонами конечных элементов.
После задания приращения хода пуансона по описанной выше методике рассчитываются приращения перемещений всех узлов сетки конечных элементов, в том числе лежащих на контуре заготовки. Пусть на j-м этапе деформирования точка N, лежащая на оси симметрии OY контура заготовки, получила приращение перемещения AvN, а точка М - приращения перемещения Аим и AvM соответственно в направлении осей ОХ и OY. Если координаты точки N до деформирования были равны XN,YN (XN = 0), то после деформирования стали равными XNn,YNii:XNi =0,YNi =YN+AvN. Точка М с координатами XM,YM переместилась за время деформирования в точку М, с координатами Хщ ,YM;.XMx = Хм + Аии
В данной работе вычислительный процесс организован таким образом, что на каждом этапе деформирования рассчитываются координаты точек пересечения неизменных нормалей с изменяющимся контуром заготовки, а новая сетка конечных элементов строится внутри четырехугольников, образованных отрезками: нормалей, внутреннего контура фланца и контура заготовки.
Расчет при помощи МКЭ вытяжки цилиндрических деталей из круглых изотропных и анизотропных заготовок
Качество листоштампованной детали можно охарактеризовать пятью основными критериями: прочность, качество формы, качество поверхности, жесткость, точность. Прочность реализуется при отсутствии разрушения заготовки в процессе вытяжки и после вытяжки (например, под действием остаточных напряжений) [24]. Качество формы реализуется при устойчивости пластического деформирования и заключается в отсутствии таких дефектов формы, как выпучивание (возникновение на боковой поверхности детали волн), смятие боковой поверхности вовнутрь и складкообразование. Качество поверхности характеризуется ее шероховатостью и стойкостью против задира. Жесткость реализуется при отсутствии больших изменений формы детали под допустимой нагрузкой. Точность реализуется через систему «пресс - штамп - заготовка» и определяется в основном точностью размеров детали (то есть соответствием размеров детали полю допуска). Из всех критериев качества детали в данной работе рассматривается наиболее важный критерий точности. Для деталей, изготовленных листовой штамповкой, наибольшее значение имеет экономическая точность, под которой понимают технически осуществимую и экономически выгодную точность [115].
Невысокие значения параметров точности и их разброс как внутри одной партии, так и в различных партиях штампуемых деталей после съема и установки штампа на пресс, приводят к частым остановкам автоматизированных (особенно роботизированных) линий сборки нескольких деталей при помощи сварки, винтов, заклепок и других способов. Например, при сборке консервной тары, при сборке двери и дверного проема автомобиля, при сборке-сварке наружной панели с внутренней панелью двери автомобиля для обеспечения герметичности узлов собираемые детали должны обладать высокой точностью. Проблема повышения точности деталей остро стоит перед всеми фирмами мира, которые имеют листоштамповоч-ные производства.
Точность детали характеризуется заданным на чертеже допуском, равным разности между верхним и нижним предельными отклонениями от номинального размера. Если действительное (установленное измерением) отклонение размера детали после вытяжки больше (по абсолютной величине) предельного отклонения, деталь считается бракованной (негодной). Поэтому проблема повышения точности деталей после вытяжки непосредственно связана с проблемой предотвращения брака этих деталей. Целесообразно вместо обнаружения недопустимых отклонений размеров деталей заниматься предупреждением таких отклонений.
С использованием работы [115] все многочисленные факторы, влияющие на точность детали после вытяжки, классифицированы на 10 основных групп: механические свойства и толщина заготовки; линейные размеры детали; интенсивность и равномерность распределения пластических деформаций по толщине и по поверхности заготовки; точность и жесткость пресса и штампа (которые определяют начальную точность детали после вытяжки); срок службы и износ пресса и штампа (которые определяют конечную точность детали); число и последовательность операций вытяжки и калибровки данной детали; способ фиксации плоской или пространственной заготовки в штампе для вытяжки; соответствие усилия и работы деформирования заготовки номинальному усилию и мощности пресса; скорость штамповки (скорость перемещения ползуна пресса на рабочем ходе); параметры технологического процесса вытяжки данной детали (конфигурация плоской заготовки, усилие прижима фланца заготовки, смазка и другие). Для правильного выбора метода повышения точности заданных деталей целесообразны сбор и статистическая обработка на компьютере производственных данных по отклонениям размеров этих или подобных деталей. Если при существующем технологическом процессе штамповки действительные (установленные измерениями) отклонения размеров детали после вытяжки больше отклонений, указанных в чертеже данной детали, или если в чертеже новой детали (которую необходимо вытягивать) предельные отклонения размеров меньше отклонений, указанных в таблицах справочников, то рекомендуется применять описанные ниже методы повышения точности деталей. Эти методы классифицированы на следующие основные группы. 1. Применение математического моделирования процессов вытяжки, которое позволяет выявить причины потери устойчивости тонколистовой заготовки в процессе ее формоизменения и низкой точности вытягиваемых деталей. 2. Контроль и сортировка листового проката партиями по механическим свойствам. Ввод в компьютер параметров технологического процесса штамповки детали для каждой партии листового проката. 3. Повышение требований к листовому прокату (более жесткие требования к допускам на толщину, к параметрам прочности, пластичности и неоднородности, а также к другим параметрам). Изменение материала детали (например, применение листового проката с более высокими пластическими свойствами, в частности - сверхнизкоуглеродистых сталей). При 59 менение листов со специально созданной неоднородной шероховатостью поверхности. 4. Задание научно-обоснованных параметров технологического процесса и поддержание этих параметров в процессе вытяжки в требуемом диапазоне. 5. Изменение параметров технологического процесса штамповки детали (например, управление процессом вытяжки при помощи изменения усилия прижима заготовки во время ее деформирования) и НДС заготовки (желательно, чтобы пластические деформации одних участков заготовки более равномерно распределялись как по поверхности, так и по толщине заготовки; создание целенаправленного неоднородного НДС других участков заготовки; рациональное распределение остаточных напряжений в детали после вытяжки). 6. Введение дополнительных операций штамповки (например, калибровка пространственных участков и правка плоских участков детали после вытяжки). 7. Изменение конструкции (по сравнению с традиционной), повышение точности изготовления и отладки штампов; корректировка формы рабочих частей (пуансона, матрицы и прижимной плиты) этих штампов для компенсации пружинения детали после разгрузки; задание предельных параметров износа штампа.
Исследование вытяжки цельноштампованных кухонных моек
На рис. 3.9 приведены эпюры распределения вдоль внутреннего контура фланца заготовки нормальных (радиальных) растягивающих напряжений в безразмерных переменных а„ = оп I jTsr ( yTsr - среднее значение пределов текучести образцов, вырезанных под углами 00,45,90 к направлению прокатки материала) при величине хода пуансона h = rp + rm + s, когда исходный контур заготовки 7-49-91 переместился в положение І - 49 - 91 и заготовка полностью охватила кромки пуансона и матрицы.
Из рис. 3.9 видно, что вдоль внутреннего контура фланца заготовки радиуса г0 напряжение ат (эпюра в виде тонкой сплошной линии) вблизи осей симметрии механических свойств ОХ и OY (вблизи узлов 1 и 85) становится меньше напряжения упМЫГ (эпюра в виде пунктирной линии дуги окружности с центром в точке О) для случая вытяжки изотропной заготовки таких же размеров, а вблизи узла 43 напряжение J„ больше напряжения апМо№; для изотропной заготовки в расчетах принимали, что начальные значения параметров равны F=G = Н = N/3 = 1/ (2 г$„) при прочих равных условиях.
Следовательно, установлена закономерность: плоскостная анизотропия по сравнению с вытяжкой изотропного материала дополнительно нагружает одни участки внутреннего контура фланца и разгружает другие, в целом ухудшая условия вытяжки.
Однако этот недостаток при вытяжке осесимметричных деталей можно превратить в положительное свойство при вытяжке коробчатых и сложных (например, кузовных) деталей, если заготовку расположить в штампе для вытяжки так, чтобы направление с наибольшим разгружающим воздействием анизотропии (на рис. 3.9 направление OY, перпендику- лярное направлению прокатки этой стали) совпадало с направлением действия максимального растягивающего напряжения; в этом случае опасность разрушения заготовки уменьшится.
Расчеты максимального растягивающего напряжения аптяк и возможности разрушения анизотропной заготовки в опасном сечении вытягиваемой детали (в точке М на рис. 3.5) выполняются как для вытяжки изотропной заготовки в предыдущем параграфе. Отличие состоит лишь в том, что вместо напряжения в точке В тррВ используется наибольшее вдоль внутреннего контура фланца напряжение архв. Например, для анизотропного материала, показанного на рис. 3.9, наибольшее напряжение гв возникает в направлении 0-43 и именно в этом направлении в опасном сечении начнется разрушение заготовки при нарушении условия
В формуле (3.37) истинный предел прочности аш = тД1 + бр), предел прочности аь и относительное равномерное удлинение 8р целесообразно определять в направлении действия напряжения т„ш в (на рис. 3.9 в направлении 0-43); С= 1,2.
На рис. 3.10 показана рассчитанная на компьютере динамика изменения контура заготовки и образования фестонов (позиции 1-8) в процессе вытяжки цилиндрической детали из круглой анизотропной заготовки с заданными выше параметрами. На стенке такой детали без фланца образуются четыре фестона под углом приблизительно 45 к направлению прокатки. Вследствие наличия двух осей симметрии ОХ и OY механических свойств заготовки, высота стенки Hf от донышка до всех четырех фестонов одинакова, а высота стенки до четырех впадин в общем случае попарно различна и равна Н и я .
Если характеристики механических свойств заготовки такие, что четыре фестона на стенке детали образуются под углами 0 и 90 к направлению прокатки, то высота стенки от донышка до четырех фестонов попарно различна и равна Я/тах и Я/тіп, а высота стенки HY до четырех впадин одинакова (рис. 3.5).
Для первого случая (рис. 3.10) степень фестонообразования определяется по формуле и хорошо подтверждается результатами экспериментов других авторов (например, [50,51]); погрешность не превышает 20 %.
На рис. 3.10 пунктирной линией (позиция 9) показано также положение круглого контура изотропной заготовки при такой величине хода пуансона, когда контур анизотропной заготовки (позиция 8) коснулся внутреннего контура фланца радиуса r0. Как видно, до момента касания контуром изотропной заготовки внутреннего контура фланца, пуансон должен совершить большее перемещение, чем при вытяжке анизотропной заготовки.
Следовательно, теоретически установлена другая закономерность: плоскостная анизотропия листовых материалов при вытяжке цилиндрической детали из круглой заготовки по сравнению с вытяжкой изотропного материала (при прочих равных условиях), кроме изменения напряженного состояния фланца заготовки, изменяет также и кинематику перемещения частиц фланца по сравнению с радиальным течением, что вызывает образование фестонов на стенке детали и уменьшение высоты стенки по наибольшей впадине.
Исследование методом конечных элементов растяжения заготовки в штампе для вытяжки
Последовательно рассмотрим методы повышения точности осесимметричных, коробчатых и сложных деталей. Начнем с осесимметричных деталей (тел вращения) - это многочисленные детали типа стаканов, колпаков, корпусов для автомобилей и другой техники; днища котлов и различных цилиндрических резервуаров; металлическая посуда; детали осветительной аппаратуры и многие другие. Группа осесимметричных деталей подразделяется на несколько подгрупп: детали цилиндрические, конические, полусферические, ступенчатые, с криволинейной образующей, а также детали с местным расширением и сужением. Детали каждой подгруппы могут быть с фланцем и без фланца, с плоским и фасонным дном. Сначала рассмотрим наиболее распространенные цилиндрические детали без фланца или с фланцем и с плоским дном.
При вытяжке цилиндрических деталей наибольшее значение имеют допуски по наружным размерам (диаметру и высоте) детали. Отклонения размеров по диаметру деталей зависят в основном от следующих причин: величины зазора между пуансоном и матрицей, определяющего конусность детали еще в момент вытяжки; увеличения размеров детали после выхода из матрицы штампа вследствие упругих деформаций (пружинения), достигающих наибольшей величины у верхнего края детали [115].
Упругое увеличение размеров у верхнего края детали зависит главным образом от коэффициента вытяжки К (равного отношению диаметра исходной плоской заготовки D к среднему диаметру стенки детали d: K=D/d) и относительной толщины заготовки s/D (в обратной зависимости); s - номинальная толщина заготовки. В справочниках (например, [115- 128 ]) приведены проверенные на практике приближенные значения отклонений от номинального внутреннего диаметра dmm стенки цилиндрических деталей без фланца после первой операции вытяжки и после последующей калибровки при обычной точности изготовления штампов. В случае вытяжки деталей с широким фланцем упругое увеличение размеров значительно уменьшается, благодаря чему отклонения могут быть взяты меньшими (примерно равными допускам после калибровки или правки).
Отклонения по высоте деталей зависят от многих причин: глубины вытяжки, степени анизотропии листового проката и образования так называемых фестонов, неравномерностей толщины листового проката, зазора и смазки и других. В справочниках приведены также приближенные значения отклонений по высоте Н цилиндрических деталей без фланца и с фланцем, а также отклонения поверхности дна детали от плоскости.
Отметим, что по этим же таблицам из справочников для цилиндрических деталей можно также приближенно определять отклонения ширины, длины, высоты и от плоскостности дна коробчатых деталей (например, квадратных и прямоугольных в плане) различной конфигурации; более полно о повышении точности коробчатых деталей будет описано в следующей главе.
Поле допуска любого наружного размера (диаметра) детали после вытяжки обычно принимают по 11 квалитету типа hll; в этом случае верхние отклонения равны нулю. Поле допуска внутреннего размера (диаметра) детали принимают по 11 квалитету типа НИ; в этом случае нижние отклонения равны нулю [118].
Вытяжкой без припуска на обрезку неровного края детали изготавливают как правило неглубокие детали с коэффициентом вытяжки К= 1,25... 1,42. При этом точность по высоте детали соответствует 8-10 квалитету при изготовлении детали в штампе совмещенного действия и 10-12 квалитету - в штампе простого действия [118].
Если при существующем технологическом процессе штамповки действительные (установленные измерениями) отклонения размеров детали после вытяжки больше отклонений, указанных в чертеже данной детали, или если в чертеже новой детали (которую необходимо вытягивать) предельные отклонения размеров меньше отклонений, указанных в таблицах справочников, то рекомендуется применять описанные ниже методы повышения точности деталей. Во второй главе эти методы классифицированы на основные группы.
Описанные выше теоретические и экспериментальные исследования показали, что распределение растягивающих радиальных тр и сжимающих тангенциальных ав напряжений, а также радиальных ер, тангенциальных єв ив направлении толщины є2 деформаций неоднородно по очагу пластических деформаций во фланце заготовки. В связи с этим толщина стенки детали после вытяжки неравномерна по высоте: у кромки детали она максимальна и равна sk, а на участке сопряжения с дном по радиусу пуансона -меньше номинальной толщины s исходной заготовки; толщина дна детали остается приблизительно равной s. Величина sk, которую можно приближенно рассчитать при помощи математического моделирования, использована для расчета одностороннего зазора z между пуансоном и матрицей штампа для вытяжки при условии z = sk.
Точность деталей после многооперационной вытяжки существенно зависит от величины z: чем меньше z, тем выше точность (при прочих равных условиях), но тем больше величина растягивающих напряжений а в опасном сечении стенки вытягиваемой детали и соответственно тем больше опасность разрушения детали. Рекомендуемые значения z и размеры пуансонов и матриц для первой и последующих операций вытяжки приведены в справочниках.
