4.4.4 Гибка
Для деталей, получаемых гибкой, некоторые рекомендации по назначению размеров элементов деталей приведены на рис. 3. Указанные рекомендации связаны с тем, что при изгибе наружные слои заготовки растягиваются, а внутренние - сжимаются, причем зона пластических деформаций простирается несколько дальше скругленного участка получаемой детали. Растяжение наружных слоев тем больше, чем меньше радиус скругления в месте изгиба при той же толщине заготовки. Рекомендуемые величины радиусов должны обеспечить исключение разрушения заготовки в зоне растяжения. Рекомендации относительно размеров плоских участков и расположения отверстий в них основаны на стремлении исключить деформацию полок и отверстий, а также возникновение боковые сил, действующих на пуансон при пробивке после гибки, если часть его режущей кромки будет приходиться на скругленный участок заготовки.
Некоторые трудности возникают при штамповке деталей с использованием гибки вследствие так называемого пружинения, т. е. изменения углов между прямолинейными полками или радиусов скругления при снятии деформирующих усилий. Пружинение возникает вследствие того, что при гибке в местах изменения кривизны действуют напряжения, величина и знак которых переменны по толщине. При разгрузке растянутые слои укорачиваются, а сжатые - удлиняются, что и приводит к угловым деформациям при разгрузке. Изменением условий гибки (гибка с подчеканкой, с растяжением, со сжатием) можно уменьшить пружинение. Однако даже при таких ухищрениях минимальные значения углов пружинения составляют 0,5…1,5º.
С учетом того, что заготовка в месте изгиба утоняется, обычно внутренний радиус в угловом участке соответствует радиусу скругления рабочей кромки пуансона, а наружный радиус получается самопроизвольно (не оформляется инструментом). Поэтому при составлении чертежа детали, получаемой гибкой, следует оговаривать значения внутренних радиусов скругления в участках изгиба, не проставляя размеров наружных радиусов. Если же в конструкции детали должен быть оговорен наружный радиус в месте изгиба, то это может быть достигнуто лишь путем значительного усложнения процесса гибки (стесненная гибка, гибка с набором металла в зоне изгиба, гибка с последующей подсадкой воздействий сжимающих усилий на прямолинейные полки).
4.4.5 Вытяжка
Полые детали в листовой штамповке обычно изготовляют вытяжкой из плоской заготовки. Схема осесимметричной вытяжки показана на рис. 4.4.
Рис. 4 - Схема вытяжки: Q - сила прижима фланца для предотвращения складкообразования; Р - деформирующая сила, необходимая для вытяжки
При изготовлении цилиндрических деталей за один переход можно обеспечить образование стенки стакана высотой примерно 0,5…0,7 от диаметра. Детали с большим отношением высоты к диаметру изготавливают за несколько переходов, число которых (а, следовательно, и занятых штампов) тем больше, чем больше отношение высоты стакана к его диаметру.
Вытяжкой могут быть получены осесимметричные детали со сферическим дном, с криволинейной образующей, со ступенчатой формой боковой поверхности (с увеличением диаметра ступеней от дна к краю), с конической образующей боковой поверхности и т. п. При изготовлении подобных деталей вытяжкой также наблюдается самопроизвольное изменение толщины заготовки. Если по условиям работы детали или изделия в целом желательно регламентировать допустимое изменение толщины, то процесс штамповки может претерпеть существенные изменения. Может потребоваться изменение характера воздействия внешних сил на вытягиваемую заготовку (например, осуществление вытяжки с проталкиванием заготовки действием сил, приложенных к краевой части) или изготовление детали комбинацией нескольких операций (кроме вытяжки, используют операции обжима, раздачи, формовки и т. п.).
Вытяжкой получают и неосесимметричные полые детали как с плоскими боковыми частями (коробчатые детали), так и детали сложной формы типа деталей облицовки автомобиля, крышек фотоаппарата и т. п. Подобные детали изготовляют как однопереходной, так и многопереходной вытяжкой. Сложность технологического процесса в этом случае определяется главным образом размерными характеристиками детали, такими, как отношение высотных размеров, значения радиусов на переходе от стенок к донной части, а также на участках сопряжения боковых поверхностей детали и т.п.
Типовые конструкции деталей, изготовленных вытяжкой, приведены на рис. 4.5.
Рис. 4.5 - Типовые детали, изготовляемые вытяжкой