За одну операцию вытяжки можно получить изделие высотой не более 0,7—0,8 диаметра. Вытяжку более высоких изделий часто нельзя осуществлять из-за отрыва дна, вызванного появляющимся в этом случае ростом радиальных растягивающих напряжений. Поэтому необходимо правильно выбрать соотношения между диаметром заготовки и диаметром готового изделия, чтобы обеспечить изготовление детали за оптимальное число переходов и без брака. Степень деформации при вытяжке характеризуется относительным сокращением площади поперечного сечения вытягиваемого изделия без заданного изменения толщины металла:
Степенью вытяжки цилиндрических деталей называют отношение диаметра заготовки к диаметру пуансона. Предельной величины степень вытяжки достигает при увеличении диаметра заготовки до наибольшего значения, при котором заготовка пригодна к вытяжке при постоянном диаметре пуансона до наименьшего возможного значения при неизменном значении D3:
В практике пользуются коэффициентом вытяжки т = 1/АГ = d/D3. Предельное значение коэффициента вытяжки зависит от пластичности материала, относительной толщины листа s/D3, от размера инструмента. С увеличением d/s коэффициент вытяжки увеличивается. При многооперационной вытяжке стремятся изготовить детали за минимальное число операций. При много переходной вытяжке (например, на много позиционных прессах-автоматах) число пере
ходов вытяжки увеличивают с целью обеспечения стабильности процесса. Предельный коэффициент вытяжки зависит также от передаваемого пуансоном заготовке усилия деформирования. С уменьшением толщины листового материала увеличиваются потери на трение, и хотя усилие вытяжки остается постоянным, допустимая степень деформации снижается. Таким образом, предельный коэффициент вытяжки определяется не только обрабатываемым материалом, но и в первую очередь относительной толщиной материала (s/DB) 100. С увеличением толщины заготовки, при неизменном диаметре, величина т уменьшается. При вытяжке толстолистового металла коэффициент первой операции вытяжки тх — 0,6, последующих операций тп = 0,8. Величина т уменьшается с повышением пластических свойств материала заготовки (с увеличением разницы между «ав» и «ат»).
На уменьшение т влияют также повышение чистоты поверхности матрицы и прижимного кольца, увеличение радиусов округления матрицы и пуансона, применение эффективных смазочных материалов. При многооперационной вытяжке, проводимой без межоперационных отжигов, вследствие роста упрочнения материала заготовки величина т увеличивается. При многооперационной вытяжке коэффициент первой вытяжки тх должен быть минимальным (меньшим значениям коэффициентов вытяжки соответствуют большие деформации), а коэффициенты вытяжки последующих операций /тг2, т3 , тп должны увеличиваться от операции к операции.
Схема построения переходов вытяжки детали с фланцем изделия. Дальнейшее формоизменение происходит вследствие уменьшения диаметра цилиндрической части заготовки. Технологические процессы вытяжки прямоугольных коробчатых деталей проектируют на основании равенства поверхностей заготовки и детали, ограничения коэффициентов вытяжки на каждой операции, постоянства степени формообразования по периметрам двух последовательно образуемых заготовок (от исходной заготовки и заготовки первой вытяжки до заготовки предпоследней вытяжки и готовой детали). Ошибки, допущенные при определении числа операций вытяжки, формы и размеров заготовки промежуточных операций, приводят или к браку или к увеличению числа операций вытяжки. Число операций вытяжки цилиндрических деталей зависит от величины коэффициента вытяжки: Опыт показал, что эта зависимость относится также к вытяжке прямоугольных коробчатых деталей с цилиндрическими углами. Поэтому для коробчатых деталей коэффициент вытяжки т. е. коэффициент вытяжки коробчатых деталей может быть выражен формулой, где Fn и Fn — площади в плане детали и заготовки; п. — порядковый номер выполненной операции вытяжки.
При небольших значениях относительной длины формула непригодна, так как в этом случае середины стенок длинных сторон не деформируются в тангенциальном направлении.
Значение принимается равным коэффициенту вытяжки цилиндрической детали для аналогичных материалов, одинаковых относительной толщины заготовки и порядкового номера операции вытяжки.
Таким образом, можно представить и в таком виде: где г и R3 — радиус цилиндрической части в углу прямоугольной коробки и соответствующий ему радиус заготовки; гп и rn_i — радиус цилиндрической части готового изделия и заготовки предпоследнего перехода. При вытяжке с прижимом деталей из стали для глубокой вытяжки можно принять т = 0,25—0,4; тп = 0,6. При вытяжке алюминиевых и латунных изделий mx = 0,23-7-0,36; тп = 0,55. Концентрация напряжений в углах вытянутой детали, зависящая от указанных в табл. 1.20 параметров сторон в плане L/B, относительной высоты. B, относительной толщины материала si В -100, отношения высоты к радиусу детали, а также от критического радиуса вытяжки, ограничивает коэффициент вытяжки. При этом различаются низкие, вытягиваемые за одну операцию, детали с HUJB < (0,6—0,8) и высокие, вытягиваемые за несколько операции с Если хотя бы один из параметров вытягиваемого изделия не соответствует величинам, указанным в табл. 1.20, необходимо несколько операций вытяжки (табл. 1.21). Суммарная площадь поверхности вытягиваемой детали F определяется по формуле где L и В — длина и ширина детали; гп и гд — радиусы скругления дна и сопряжения дна со стенкой детали, измеренные по средней линии; Яп р — высота детали с учетом припуска на обрезку. В некоторых случаях вытяжку нельзя осуществить из-за отрывов дна детали. Опасность отрыва повышают все факторы.