Формовка растяжением — это процесс штамповки, в котором с помощью штампа преобразуется плоская заготовка в открытую полую деталь. Растяжение является одним из основных процессов штамповки и имеет широкое применение. Растяжение позволяет создавать тонкостенные детали цилиндрической, прямоугольной, ступенчатой, сферической, конической, параболической и других неправильных форм. В сочетании с другими процессами штамповки можно также изготавливать более сложные формы.
Формование растяжением с использованием штамповочного оборудования включает в себя: растяжение, повторное-растяжение, обратное растяжение и прореживающее растяжение.
Растяжение: с помощью нажимного устройства и силы удара пуансона часть или весь плоский лист втягивается в вогнутую полость формы, образуя контейнер с дном. Обработка, при которой боковые стенки контейнера параллельны направлению растяжения, представляет собой простой процесс растяжения. Однако растяжение конических (или пирамидальных) контейнеров, полусферических контейнеров и параболических контейнеров также включает обработку расширения.
Повторное-рисование: это относится к процессу повторного-рисования-прорисованных продуктов, которые невозможно выполнить за одну операцию рисования, тем самым увеличивая глубину формируемого контейнера.
Обратное волочение: включает в себя обратный процесс волочения предыдущего шага, превращение внутренней стороны заготовки во внешнюю сторону и уменьшение ее внешнего диаметра.
Утончение волочения: в этом процессе используется пуансон, чтобы втиснуть сформированный контейнер в вогнутую полость формы, немного меньшую, чем внешний диаметр контейнера, уменьшая внешний диаметр контейнера с дном и одновременно уменьшая толщину стенок. Это исключает отклонения толщины стенок и делает поверхность контейнера гладкой.
При использовании штампового оборудования для процессов штамповки и волочения металла включают следующие 16 типов:
1. Цилиндрический чертеж
✦ (круглый рисунок):
Чертеж фланцевых цилиндрических изделий. Полка и днище плоские, цилиндрические боковины осесимметричны, деформация равномерно распределяется по одной и той же окружности, что приводит к глубокой вытяжной деформации заготовки на фланце.
2. Рисование эллипса
✦(рисунок эллипса):
Деформация заготовки на полке является деформацией растяжения, но величина и коэффициент деформации соответственно изменяются по форме контура. Чем больше кривизна, тем больше пластическая деформация заготовки; и наоборот, чем меньше кривизна, тем меньше пластическая деформация.
3. Прямоугольный рисунок
✦(Прямоугольный рисунок):
Невысокая прямоугольная деталь, образованная однократным-рисованием. При вытяжке сопротивление растяжению на закругленных углах зоны деформации полки больше, чем у прямых кромок, а степень деформации у закругленных углов больше, чем у прямых кромок.
4. Рисунок холма
✦(Рисунок холма):
При наклоне боковины штампуемой детали боковина в процессе штамповки подвешивается и не прилегает к форме до окончания формования. Характеристики деформации разных частей боковины при формовке не совсем одинаковы.
5. Рисунок холма:
Деформация заготовки в процессе формования накладки в форме холма- — это не простая деформация растяжения, а сложный процесс формования, включающий как деформацию растяжения, так и выпуклость. Деформация заготовки на поверхности держателя заготовки - растягивающая (радиальное растягивающее напряжение, касательное сжимающее напряжение), а деформация заготовки внутри контура (особенно центральной области) - выпуклая (радиальное и касательное растягивающее напряжение).
6. Чертеж полусферы фланца:
При вытяжке сферической детали заготовка частично соприкасается со сферической вершиной пуансона, а большая часть заготовки находится в подвешенном, неограниченно свободном состоянии. Поэтому основной технологической проблемой при вытяжке таких сферических деталей является сильное утончение зоны локального контакта или неустойчивость и сморщивание искривленной поверхности.
7. Чертеж фланца:
Это предполагает неглубокую вытяжку фланцевой части вытянутого изделия. Его характеристики напряжения-деформации аналогичны характеристикам сжатого фланца. Из-за касательного сжимающего напряжения может возникнуть образование складок; поэтому предел формования в основном ограничен складками при сжатии.
8. Рисование края
✦ (чертеж фланца):
Это предполагает перерисовывание-фланца изделия, нарисованного в предыдущем процессе, для создания угловой формы. Этот процесс требует, чтобы материал имел хорошую пластичность.
9. Глубокий рисунок
✦ (Глубокая вытяжка):
Продукты, превышающие лимит вытяжки, требуют нескольких операций вытяжки (двух или более) для завершения процесса. Продукты, подвергшиеся вытяжке по глубине на предыдущем этапе, перерисовываются-в направлении глубины. Для тянутых деталей с широкими полками диаметр фланца достигается при первой вытяжке и остается неизменным при последующих операциях вытяжки.
10. Рисунок конуса
✦ (чертеж конуса):
Для деталей глубокой конусности с h/d > 0,8 и=10 градус -30 градус из-за большой глубины заготовка подвергается значительной деформации. Усилие формовки передается только через локализованную зону контакта между заготовкой и пуансоном, что легко приводит к чрезмерному утончению и даже растрескиванию заготовки в определенных местах. Для постепенного формирования необходимы множественные переходы. Метод ступенчатой вытяжки сначала растягивает заготовку до ступенчатой переходной части, при этом ступенчатая форма касается внутренней формы конической части, а затем расширяется, образуя коническую форму. Количество этапов и процессов волочения ступенчатой переходной детали такое же, как и для ступенчатой цилиндрической детали.
11. Прямоугольная перерисовка
✦ (Прямоугольная перерисовка):
Деформация высоких прямоугольных деталей, полученных в результате многоэтапной вытяжки, отличается не только от деформации глубоких цилиндрических деталей, но и существенно от деформации деталей низкой коробчатой-формы. На рисунке 1-46 показаны изменения формы и размеров детали в зависимости от высоты вытяжки во время нескольких процессов вытяжки на многостанционном автоматическом конвейерном прессе для обработки высоких прямоугольных коробчатых деталей.
12. Формирование поверхности
✦ (Формирование поверхности):
Формирование поверхности – это метод штамповки, при котором наружная часть фланца сжимается и удлиняется внутренняя часть фланца металлической плоской заготовки, в результате чего получается полое изделие с изогнутой формой поверхности, не имеющее ни прямых-стенок, ни плоского-дна.
13. Поэтапное рисование
✦ (Поэтапное рисование):
Первоначально нарисованный продукт слева перерисовывается, образуя ступенчатое дно справа. Более глубокие участки деформируются на ранних стадиях рисования, а более мелкие — позже. На боковых стенках переходной секции ступеньки легко возникает напряжение сдвига, вызывающее деформацию.
14. Обратный рисунок
✦ (Обратный рисунок):
Заготовка, прошедшая предыдущий процесс рисования, вырисовывается в обратном-режиме, что является разновидностью перерисовки. Обратная вытяжка увеличивает радиальное растягивающее напряжение, что эффективно предотвращает образование складок. Это также может увеличить коэффициент перерисовки.
15. Процесс прореживания и рисования
✦ (глажка):
В отличие от обычного волочения, при утончении и волочении в процессе волочения в первую очередь изменяется толщина стенки вытянутой детали. Зазор между пуансоном и матрицей меньше толщины заготовки. Часть заготовки с прямой стенкой испытывает большее равномерное сжимающее напряжение при прохождении через зазор. В процессе волочения толщина стенки уменьшается, устраняя отклонения толщины стенки, повышая гладкость поверхности, повышая точность и прочность.
16. Процесс рисования панели
✦ (Рисунок панели):
Панельные изделия представляют собой штамповки из листового металла со сложной формой поверхности. В процессе волочения заготовка сложным образом деформируется; его формообразующие свойства больше не представляют собой простое волочение, а представляют собой сложный процесс формования, включающий как глубокую вытяжку, так и выпуклость.
