Штамповка-вытяжка с перемещением фланца заготовки

Штамповка на молотах листовой гофрированной жесткости – это процесс вытяжки с перемещением фланца заготовки. В процессе штамповки материал, находящийся по периметру заготовки постепенно подтягивается и вовлекается пуансоном в очаг деформации, что способствует уменьшению утонения рифта.

Следует учитывать, что сопротивление от трения при штамповке-вытяжке этим методом имеет тенденцию увеличиваться по ходу вытяжки: за счет увеличения площади соприкосновения заготовки с внутренней стенкой матрицы и за счет наличия и увеличения по ходу вытяжки силы дополнительного прижатия заготовки к стенкам матрицы давлением со стороны пуансона. Последнее при гидродинамическом режиме смазки не имеет существенного значения.

Следовательно, с увеличением площади соприкосновения заготовки с внутренней стенкой матрицы процесс становится аналогичным штамповке-вытяжке без перемещения фланца заготовки (рассмотренный выше), т.е. дальнейшее формообразование происходит за счет вытяжки (утонения металла).

Процесс изготовления листовой гофрированной панели штамповкой на молотах кроме высокой скорости деформирования имеет еще ряд технологических особенностей.

Данный процесс необходимо проводить несколько переходов, иногда предварительное формоизменение осуществляется на другом оборудовании (как в нашем варианте изготовления), или используя резиновые прокладки для обеспечения равномерности деформации.

В начальной стадии штамповки в процессе подтяжки фланцев и вовлечении их в очаг деформации, сам фланец, в силу его свободы, претерпевает коробление. В дальнейшем это приводит к накоплению концентраторов напряжений как в заготовке, так и в верхней половине штампа, что может привести к разрушению того или другого. Поэтому на производстве производят постепенное деформирование с применением резиновых прокладок, либо осуществляют предварительное формообразование штамповкой эластичным пуансоном по жесткой матрице на гидравлическом прессе до определенной степени, а затем на молоте производят окончательную штамповку.

1.4 Сущность и технологическая характеристика процесса изготовления «стенок нервюр»

Сжатая в замкнутом пространстве резина ведет себя как несжимаемая жидкость; формовка резиной является разновидностью гидроформовки, при которой функции жидкости выполняет резина. Преимущество резины перед жидкостями – большие силы сцепления между частицами, вследствие которых резина по окончании деформации принимает прежнюю форму. Из-за большей вязкости резины оснастка для формовки может быть выполнена без специальных герметизирующих устройств, с большими не плотностями, зазорами и щелями. Это значительно упрощает и удешевляет оснастку.

Помещая в стальной контейнер 1 резина 2, замыкаясь в его пространстве установленной на столе жесткой частью штампа (матрицей 4 или пуансоном 8), формует деталь 3, выполняя в зависимости от конструкции штампа, функции пуансона (а), матрицы (б) или, при реверсивной вытяжке, последовательно того и другого. Затраты на изготовление штампа при штамповке резиной очень невелики, так как вместо целого штампа изготавливается только пуансон или матрица.

Наряду с преимуществами резина имеет существенные технологические недостатки. При больших степенях деформации она быстро теряет прочность и разрушается, поэтому приходится часто заменять резину. Усилие, необходимое для формовки деталей резиной, должно быть в ряде случаев во много раз больше усилия, требующегося при формовке этой же детали в жестких штампах. Происходит это потому, что в то время как в металлическом штампе усилия формовки прилагаются лишь на деформируемых участках заготовки, при формовке резиной давление должно с одинаковой интенсивностью передаваться на все участки площади заготовки (на деформируемые и на недеформируемые).

Уменьшение степени деформации резины и мощности привода пресса можно, в частности, достигнуть, применяя вместо резиновой подушки резиновую оболочку, заполняемую внутри жидкостью. По такой схеме работают специальные прессы прямого действия типа ПШР (в).

При изготовлении деталей со сложной пространственной конфигурацией из листа формовка и штамповка резиной находят широкое применение.

Применение упрощенной оснастки с резиной вместо сложных многопереходных металлических вытяжных штампов резко уменьшает затраты на изготовление оснастки и сокращает период подготовки производства.

Формовка резиной применяется, главным образом, для изготовления деталей внутреннего набора летательного аппарата: стенок, перегородок, диафрагм, панелей, нервюр, жесткостей, коробок, полупатрубков и охватывает большинство формообразующих операций: гибку-формовку плоских деталей с бортами (типа нервюр), формовку полупатрубков, отбортовку краев отверстий, штамповку подсечек и рифтов, неглубокую вытяжку. При небольшой толщине листа-заготовки и при невысоких требованиях к чистоте и точности реза с помощью резины можно выполнять и разделительные операции.

По энергетическому признаку формовка резиной имеет две разновидности: а) статистическая формовка – операция выполняется при малых скоростях ~3 м/с за один ход на гидропрессах;

б) динамическая формовка (одним или несколькими повторными ударами ползуна на листоштамповочных «падающих» молотах, на фрикционных прессах, на пресс - молотах взрывного действия. Эксцентриковые и кривошипные прессы для этой операции непригодны, так как из-за упругой реакции резины механизм пресса быстро приходит в негодность.

Рисунок 1.10. Разновидности процессов формообразования деталей резиной:

а—вытяжка упругим пуансоном по жесткой матрице; б—вытяжка жестким пуансоном в упругой матрице; в—формовка резиновой оболочкой, заполняемой жидкостью; 1—контейнер; 2—резиновая подушка; 3—формуемая деталь; 4—матрица; 5—стол; 6—плита; 7—стессель молота; 8 и 11 пуансон; 9—складкодержатель; 10— ползун пресса