Связь технологического процесса с конструкцией оснастки

Формующим инструментом для изготовления полых изделий из листовых термопластов методом холодной вытяжки являются вытяжные штампы, основные элементы которых пуансон, матрица и складкодержатель.

В некоторых случаях матрица штампа может иметь неподвижную центральную и подпружиненную периферийную части. Применение такой конструкции, так же как и применение подвижного прижима, препятствует складкообразованию во фланцевой части формуемой заготовки.

Рис. 6.66. Рекомендуемая шероховатость поверхностей деталей оснастки для холодного формования.

Следует обратить внимание на радиусы закругления пуансона и матрицы. От радиуса закругления вытяжных кромок матриц зависит: усилие вытяжки; ее возможная глубина; образование обрывов и складок.

Малый радиус закруглений вытяжных кромок матрицы затрудняет втягивание в нес заготовки, вызывает повышение напряжений в формуемом термопласте и может привести к обрыву дна у вытягиваемой заготовки.

Увеличение радиуса скругления матрицы приводит к уменьшению усилия вытяжки, снижает напряжения в опасном сечении формуемой заготовки и, как следствие этого, увеличивает возможную глубину вытяжки. Однако чрезмерное увеличение этого радиуса скругления приводит к уменьшению площади фланцевой части заготовки, находящейся под действием прижима, а это создает опасность обрывов и образования складок при выходе заготовки из-под прижима. При переработке листовых термопластов наиболее хорошо зарекомендовали себя матрицы с радиусами скругления вытяжных кромок, равными

где d₀ — начальный диаметр заготовки; d_n — диаметр пуансона; 5 — толщина исходной заготовки.

Величина радиуса скругления между днищем и боковыми стенками пуансона также влияет на процесс вытяжки, позволяя существенно увеличить максимальную глубину формуемых изделий. Оптимальным является соотношение.

При создании технологической оснастки для холодной вытяжки термопластов появляется принципиально новый конструктивный параметр по сравнению с формами для термоформования — относительная величина зазора вытяжки.

Величина зазора между вытяжным пуансоном и матрицей в процессе комбинированной вытяжки часто определяется из требований к толщине изделий. Однако наилучшие результаты сточки зрения наибольшей глубины вытяжки, качества и наименьшего усилия вытяжки (а значит и экономичности процесса) дает соотношение.

где Д — зазор между матрицей и пуансоном.

В процессе радиальной вытяжки зазор между матрицей и пуансоном должен обеспечивать уменьшение трения между матрицей и материалом. Так как при деформировании заготовки край ее фланцевой части несколько утолщается, то зазор между матрицей и пуансоном предусматривается несколько большим, чем толщина исходной заготовки. Дальнейшее увеличение зазора перестает влиять на усилие вытяжки. Кроме того, чрезмерное увеличение зазора ухудшает формоустойчивость готового изделия. При уменьшении зазора до размера толщины исходной заготовки усилие формования возрастает, причем при формовании тонких заготовок больше, чем при формовании толстых. Это объясняется тем, что тонкий материал обладает большей склонностью к образованию складок при вытяжке. Таким образом, наиболее удачным соотношением между зазором в формующем инструменте и толщиной исходной заготовки при радиальной вытяжке можно считать.

Съему изделий с пуансона часто мешает вакуум, образующийся при снятии детали. Чтобы избежать затруднений при съеме, в пуансоне предусматривают несколько воздушных каналов небольшого диаметра.

Если изготовляется формующий инструмент для холодного формования без прижима, то матрицу лучше выполнять с конической заходной частью. Качество изделий улучшается при наличии криволинейной заходной части (по эвольвенте или близко к трактрисе). При изготовлении формующего инструмента с прижимом заготовки зазоре между прижимом и матрицей рекомендуется в пределах б < г < 1,16.

Гибка труб и листов осуществляется в большинстве случаев только с помощью шаблонов. Необходимыми условиями являются радиус сгиба листов, равный не менее двум его толщинам, и радиус изгиба труб, не меньше чем в 4−5 раз превышающий толщину трубы. Шероховатость поверхностей различных деталей оснастки для холодного формования показана на рис. 6.66.

В жестких матрицах и пуансонах необходимо предусматривать отверстия диаметром 1−1,5 мм для выхода воздуха.