Много переходная ротационная вытяжка — процесс последовательного формоизменения плоской или полой вращающейся заготовки в полую деталь путем приложения через ролик локального деформирующего усилия. Ролик движется по заданным траекториям, поэтапно приближающимся к форме образующей готовой детали. Более благоприятные условия приложения деформирующей нагрузки и формоизменения позволяют получать много переходной вытяжкой на цилиндрической оправке более длинные и сложные, чем при однопереходной, по форме детали и использовать сплавы с пониженной штампуемостью. Схема много переходной вытяжки приведена на рис. 2.66. При вытяжке длинных деталей для предотвращения потери устойчивости применяют, как показано на рис. 2.67, поддерживающие ролики, повышающие устойчивость заготовки против складкообразования и позволяющие разглаживать мелкие гофры сразу после их появления. При первом ходе ролика по линии АВ (см. рис. 2.66) от торца оправки к открытому краю заготовки в точку В образуется первая промежуточная форма заготовки с углом наклона образующей аг. На втором ходе от точки В в обратном направлении к точке С заготовка постепенно подготавливается для обжатия на оправке. На участке СА промежуточная заготовка обжимается на оправке, после чего ролик идет в обратном направлении от точки Л к точке С, 7 проглаживая обработанный участок детали. При третьем ходе инструмент перемещается по линии CD, отклоняя образующую промежуточной заготовки на угол а2 и т. д. При движении инструмента от оправки к открытому краю оболочки (нечетном ходе) происходит разглаживание гофров и постепенное уменьшение а, при движении инструмента от открытого края к оправке (четном ходе) — проглаживание заготовки, прижатие ее к оправке, придание заданной промежуточной формы. Процесс можно разделить на три основные стадии. Первая стадия — начальное обжатие по оправке в области защемления дна и образования первичного конуса с углом аг = 65-f-75°. При этом решается задача уменьшения вероятности появления гофров на периферии заготовки и разрывов у дна. Вторая стадия — деформирование по этапам промежуточной заготовки с уменьшенным углом (а2 = 30—65°) и обжатие по оправке. При этом происходит интенсивное формообразование средней части детали, выглаживание мелких гофров и уменьшение а, а также — плавное обжатие по оправке. Третья стадия — последовательное уменьшение угла а до нуля. Устойчивость против складок высокая, но металл поступает в очаг деформации наиболее деформированный. Третья стадия может завершаться при образовании фланца, после отбортовки и других операций, обработки торца детали.
Частота вращения оправки и подача инструмента выбираются по справочной литературе с учетом положений, рассмотренных при однопереходной вытяжке. На станках с ЧП У в целях повышения производительности на нечетных ходах подачи повышают частоту вращения (до 2—4 мм/об), а на четных — сильно снижают для обеспечения высокого качества детали (выглаживание по оправке, обжатие).
Ротационной вытяжкой с заданным утонением получают цилиндрические оболочки, а также конические и более сложные оболочки с постоянной и переменной толщиной стенки. Наиболее простой случай — ротационная протяжка, схемы которой приведены ниже. Применяют два метода: прямой и обратный с наличием осевого прижима и без осевого прижима. При прямом методе длина оправки должна быть не меньше длины изделия, но обеспечиваются более точные размеры и более правильная форма. При обратном методе длина оправки может быть в несколько раз меньше длины детали; соответственно применяют более короткие, не требующие специальной балансировки оправки, более компактное оборудование. Но вероятность потери устойчивости в недеформированной части выше и качество ниже.
Ротационная протяжка глубоких тонкостенных изделий имеет следующие преимущества: возможны значительно более высокие деформации по толщине стенки, чем при однопереходной и много переходной ротационной вытяжке и вытяжке на прессах с утонением стенки; не требуется дорогое и сложное длинно ходовое прессовое оборудование.
Рабочим инструментом для ротационного выдавливания служат давильные ролики, а также давильные оправки.
Ролики работают в тяжелых условиях: частота вращения заготовки 100—1500 об/мин, удельные усилия 100—3000 МПа. Основные типы давильных инструментов показаны на рис. 2.69, конструктивные элементы давильного инструмента — на рис. 2.70. Диаметры роликов для легких и средних станков 100—250 мм, тяжелых 200—350 мм. В зависимости от условий работы, объема выпуска, требований к качеству ролики изготовляют из сталей 45, У8А, ХВГ, Р6М5 (HRC 60—62). При крупносерийном и массовом производстве с применением специального оборудования могут быть использованы в качестве формообразующего давильного инструмента шарики, заключенные в обойму, что позволяет повысить качество и производительность, повысить жесткость оборудования. Радиальные усилия уравновешиваются внутри шариковой обоймы. Штамповка может быть осуществлена по прямому и обратному методу. Схема выдавливания с применением шариковой обоймы приведена на рис. 2.71.
Раскатка торцов и сферодвижная штамповка. Для получения кольцевых деталей с фланцами и другими утолщениями взамен традиционных методов обработки резанием или горячей штамповки можно применить раскатку в торец по схемам, показанным на рис. 2.72, а, б. В этом случае исходную заготовку отрезают от трубы, обтачивают для удаления поверхностных дефектов, растачивают на заданный размер и подвергают холодной раскатке. При такой технологии не требуется мощного штамповочного оборудования, уменьшается суммарная трудоемкость на 30 %, снижается расход металла до 20—30 %, расход инструмента в 1,5—2 раза вследствие резкого сокращения удельных усилий и упрощения конструкции. Примеры получаемых деталей показаны на рис. 2.73, а—д. Устройство оборудования для сферодвижной штамповки предусматривает, что заготовки (в отличие от ротационной вытяжки) не вращаются, а инструмент (пуансон или матрица) совершает качательное и поступательное движение, как показано на рис. 2.72, в. Такая технология удобна для ряда классов деталей:
для получения низких деталей относительно большого диаметра (до hid * 0,05), когда использование обычной технологии калибровки приводит к весьма значительным Р и р; значения Р доходят до 25—40.МН, а удельные усилия до 2500—3000 МПа: расходы только на инструмент сокращаются более чем в два раза; для получения длинных деталей типа вал-шестерня со сложным профилем полости головки (рис. 2.73, ё)\ для выдавливания полых деталей из сплавов с повышенным сопротивлением деформированию по схемам, показанным на рис. 2.74; угол качания 0 составляет около 2° 30х.
