Расчет технологических параметров штамповки на многопозиционных автоматах

Наиболее сложно рассчитать процесс формообразования для прямого и обратного выдавливания, локального утолщения, редуцирования и др. Для иллюстрации практической применимости методики расчета рассмотрим конкретные примеры на деталях сложной формы, часто используемые в машиностроении.
 В наиболее общем случае процесс формообразования при холодной объемной штамповке на многопозиционных автоматах состоит из трех основных этапов:
 а) калибровки исходной заготовки;
 б) проведения основных формоизменяющих операций;
 в) калибровки детали после основных формоизменяющих операций.
 Операция калибровки исходной заготовки (заготовка обычно получается отрезкой с помощью втулковых матриц) обязательна. В результате калибровки достигается приближение размеров периметра сечения заготовки к размерам периметра полости инструмента. Одновременно с этим устраняются эллипсность сечения заготовки, ее продольная кривизна и непараллельность ее торцов.
 Кроме того, калибровка заготовки обеспечивает предварительную (3—6 %) дрессировку, что улучшает условия работы пуансонов на последующих операциях. В некоторых случаях калибровка заготовки сопряжена с операцией формообразования центрирующих фасок или наметок для улучшения условий работы пуансона на последующих операциях.
 При разработке процесса формообразования сложных по форме деталей всегда учитывается возможность объединения нескольких различных технологических операций в одну, исходя из формы и геометрических размеров детали, сочетания возможных вариантов кинематики перемещения инструмента. С точки зрения кинематики течения металла и обеспечения равномерности деформации по объему детали, а также уменьшения общей степени деформации целесообразно создавать условия для много осевого течения металла за счет изменения формы рабочих частей пуансонов.
 При разработке процесса формоизменения конкретной детали определяют следующие показатели: а) единичную степень деформации для каждого перехода; б) общую (суммарную) степень деформации, вычисленную с начала процесса формоизменения до соответствующей позиции;
 в) форму, размеры и допуски заготовки для каждой позиции.
 Необходимо учитывать единичную и общую степень деформации и деформационную способность металла, которые регламентированы в номограмме или в специальных таблицах. Кроме того, следует изыскивать условия, обеспечивающие равномерность сечения и равнозначность деформации по переходам.
 При расчете суммарной деформации по сечению штампованной детали по каждому переходу позиции используем закон постоянства объема
 где V — объем заготовки; Н0, .|§ В0 — соответственно высота, длина, ширина заготовки до деформации; Hi, Llt Bi — соответственно высота, длина, ширина заготовки после деформации.
 При холодной объемной штамповке деталей сложной формы на многопозиционных автоматах в одном переходе возможно сочетание одновременно нескольких операций: местного утолщения и редуцирования, обратного выдавливания, калибровки и других, которое усложняет как расчет размеров исходной заготовки, так и подсчет общей и единичной степени деформации.
 Наиболее точное решение этой задачи может быть получено при использовании интегральных показателей степени деформации. Основные преимущества этих показателей в том, что они пропорциональны формоизменению отдельных объемов детали и могут суммироваться, что позволяет рассчитать без особых затруднений общую (суммарную) степень деформации.
 Из уравнения заключаем, что интегральный показатель степени деформации ех описывает процесс формоизменения технологической операции осадки или местного утолщения, который часто встречается при холодной объемной штамповке различных деталей. Интегральный показатель степени деформации гг выражает процесс формоизменения для редуцирования и прямого выдавливания.
 С помощью интегрального показателя степени деформации удобно рассчитывать операции, связанные с получением местных несимметрических расширений, например головок болтов неправильной формы, специальных эксцентриков и др.
 Общую (суммарную) степень деформации по продольному сечению холодной штампованной детали находим по уравнению:  где г е2, е3, t-— интегральные показатели степени деформации отдельных переходов. Для подсчета единичных интегральных показателей степени деформации и суммарного показателя степени деформации е0б» а также перевода относительных степеней деформации в логарифмические используют таблицы. Приведенную методику можно проиллюстрировать на примере расчета деталей сложной формы, применяемых в производстве. Рассмотрим технологию производства следующих деталей: болта со сферической головкой и корпуса свечи зажигания. Гидропластическая обработка металлов. В настоящее время гидропластическая обработка металлов имеет три разновидности: гидростатическая обработка; гидродинамическая обработка; гидромеханическая обработка. При гидростатическом прессовании возникает трение в жидкости, соприкасающейся с обрабатываемым металлом и поверхностью контейнера. Давление жидкости всестороннее и препятствует образованию бочкообразной формы или искривлению заготовки, находящейся в контейнере и не соприкасающейся с его боковой поверхностью. В результате снижения сил трения значительно уменьшается необходимое усилие по сравнению с усилием при обычном прессовании. Благодаря жидкостному трению в очаге деформации полученные этим способом заготовки имеют пониженную шероховатость поверхности и точные геометрические размеры. Гидродинамическая обработка предусматривает подачу под давлением смазывающей жидкости в очаг деформации. Смазочный материал от насосного агрегата и ресивера подается под давлением (соответствующим мощности агрегата) в уплотнительный инструментальный блок, через который проходит обрабатываемый металл (этот способ реализован при волочении проволоки больших сечений). В результате уменьшения сил трения в очаге деформации уменьшается усилие деформирования на 40 %, снижается температура в зоне деформации на 20 %, а стойкость инструментальной оснастки увеличивается в 2 раза. Незначительный недостаток этого метода — неравномерность подачи смазывающей жидкости в деформационную зону.