СПОСОБ ФОРМОВКИ ИЗ ПЛОСКОЙ КРУГЛОЙ ЗАГОТОВКИ КОНИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ
METHOD FOR FORMING CONICAL PARTS FROM FLAT ROUND PARTS

Изобретение относится к холодной листовой штамповке, в частности к формообразованию тонкостенных осесимметричных оболочек, и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных тонкостенных деталей усеченной сужающейся формы на прессах двойного действия.
Известен способ получения тонкостенных осесимметричных изделий из сварной листовой заготовки, основанный на процессах отбортовки-формовки (А.с. 1748905 СССР, МКИ B21D 22/30, опубл. 23.07.92, Бюл. №27). С его помощью появляется возможность получения равномерной толщины изделия и уменьшения толщины исходной заготовки на 45-50% за счет уменьшения припуска на механическую обработку по толщине для высоких деталей выпуклой формы. Отличительная особенность способа заключается в наличии активных сил трения, возникающих на поверхности контакта пуансона и заготовки, которые перераспределяют напряжения ар (в меридиональном направлении).
Недостаток способа заключается в том, что в качестве заготовки используется сварная заготовка, что приводит к увеличению трудоемкости изготовления детали.
Наиболее близким по технической сущности является способ штамповки конических деталей из плоской заготовки (Патент РФ 115256, МПК B21D 22/30, опубл. 27.04.2012, Бюл. №12), которая жестко зажимается по кромке. Усилие, действующее на наружный пуансон, сжимает эластичный буфер и передает действие на внутренний пуансон. В результате происходит формовка для периферийной части кольцевой заготовки, а для внутренних элементов кольцевой заготовки отбортовка.
Недостатком этого способа является наличие разнотолщинности в получаемой детали. Технология, основанная на этом способе, не позволяет получить детали с равномерной толщиной стенки.
Задачей изобретения является получение качественной тонкостенной осесимметричной детали с минимальной разнотолщинностью, повышение коэффициента использования материала.
Задача решается за счет того, что в способе формовки конических деталей, согласно изобретению, формообразование свободной части на второй стадии, близкой к цилиндрической форме, проводится на высоту, определяемую по формуле:
α - угол конусности детали;
R, r - радиусы наибольшей и наименьшей конической части;
заг
дет
S, S - толщины заготовки и детали;
max
min
S, S - допустимые максимальная и минимальная толщины детали.
Высота свободной части h находится из условия постоянства объема заготовки и полученной детали:
Величина утонения не должна превышать:
,
p
где n=δ - показатель упрочнения степенной функции, равный относительному равномерному удлинению;
ДН
S - толщина донной части заготовки.
При этом утонение во всех элементах заготовки одинаково, и предлагаемым способом обеспечивается минимальная разнотолщинность.
Устройство для реализации способа поясняется чертежом.
Устройство содержит жесткий пуансон 1, прижим 2, матрицу 3, деталь 4.
Способ осуществляют следующим образом:
р
Способ формообразования основан на двух стадиях. На первой стадии происходит формовка свободной части заготовки до момента полного соприкосновения с конической рабочей поверхностью пуансона 1. На этой стадии появляется разнотолщинность детали, которую можно устранить на второй стадии, за счет действия активных сил трения. При этом возникающий свободный участок высотой h зависит от величины деформации на второй стадии. В зоне наиболее толстой части заготовки в области зажима возникают дополнительные растягивающие напряжения, приводящие к утонению в этой части и выравниванию толщины по всему объему конической части. Первая и вторая стадии обеспечивают формообразование только за счет утонения заготовки. Чем больше величина утонения, тем больше возможность получения более глубокой детали. Это зависит в первую очередь от пластических свойств материала (δ - относительного равномерного удлинения, анизотропии материала и числа переходов с промежуточным отжигом).
Минимальная разнотолщинность обеспечивается наличием высоты свободной части h на второй стадии, близкой к цилиндрической форме и определяемой по формуле:
, где ,
α - угол конусности детали;
R, r - радиусы наибольшей и наименьшей конической части;
заг
дет
S, S - толщины заготовки и детали;
max
min
S, S - допустимые максимальная и минимальная толщины детали.