I. Сила глубокой вытяжки
Усилие глубокой вытяжки является важной основой для определения тоннажа пресса, необходимого для глубокой вытяжки деталей. В реальном производстве для определения усилия глубокой вытяжки обычно используются некоторые эмпирические формулы.
1. Максимальное усилие глубокой вытяжки для цилиндрических деталей
(1) Сила вытягивания для первого глубокого вытягивания
Pmax =πdp1tRmK1
(2) Сила вытяжки для второго и последующих глубоких чертежей
Pmax =πdp2tRmK2
Где в формуле
- d p1 , d p2 -Диаметр заготовки после первой и второй глубокой вытяжки (мм);
- t - толщина заготовки (мм);
- R m -Прочность материала на разрыв (МПа);
- K 1 , K 2 -Коэффициенты, см. таблицу 1 и таблицу 2 соответственно.
Таблица 1 Коэффициент K 1 для первой глубокой вытяжки цилиндрических деталей (сталь 08 ~15)
Относительная толщина t/D0 ×100 | Первый коэффициент глубокой вытяжки m1 | |||||||||
0.45 | 0.48 | 0.5 | 0.52 | 0.55 | 0.6 | 0.65 | 0.7 | 0.75 | 0.8 | |
5 | 0.95 | 0.85 | 0.75 | 0.65 | 0.6 | 0.5 | 0.43 | 0.35 | 0.28 | 0.2 |
2 | 1.1 | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.75 | 0.6 | 0.5 | 0.42 | 0.35 | 0.25 |
1.2 | 1.1 | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.68 | 0.56 | 0.47 | 0.37 | 0.3 | |
0.8 | 1.1 | 1 | 0.9 | 0.75 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.33 | ||
0.5 | 1.1 | 1 | 0.82 | 0.67 | 0.55 | 0.45 | 0.36 | |||
0.2 | 1.1 | 0.9 | 0.75 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | ||||
0.1 | 1.1 | 0.9 | 0.75 | 0.6 | 0.5 |
Примечание: 1. При радиусе пуансона rp = (4 ~ 6)t коэффициент K1 должен быть увеличен на 5% в соответствии с табличными значениями.
2. Для других материалов скорректируйте значения поиска в соответствии с изменением пластичности материала (увеличивайте по мере уменьшения пластичности).
Таблица 2 Коэффициент K 2 значение для второй глубокой вытяжки цилиндрических деталей (сталь 08 ~15)
Относительная толщина t/D0 ×100 | Коэффициент m2 для первого глубокого рисунка | |||||||||
0.7 | 0.72 | 0.75 | 0.78 | 0.8 | 0.82 | 0.85 | 0.88 | 0.9 | 0.92 | |
5 | 0.85 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.42 | 0.32 | 0.28 | 0.2 | 0.15 | 0.12 |
2 | 1.1 | 0.9 | 0.75 | 0.6 | 0.52 | 0.42 | 0.32 | 0.25 | 0.2 | 0.14 |
1.2 | 1.1 | 0.9 | 0.75 | 0.62 | 0.52 | 0.42 | 0.3 | 0.25 | 0.16 | |
0.8 | 1 | 0.82 | 0.7 | 0.57 | 0.46 | 0.35 | 0.27 | 0.18 | ||
0.5 | 1.1 | 0.9 | 0.76 | 0.63 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | ||
0.2 | 1 | 0.85 | 0.7 | 0.56 | 0.44 | 0.33 | 0.23 | |||
0.1 | 1.1 | 1 | 0.82 | 0.68 | 0.55 | 0.4 | 0.3 |
Примечание:
1. Когда радиус пуансона r p = (4~6)t, K 2 значение в таблице должно быть увеличено на 5%.
2. Для коэффициентов K 2 3-го, 4-го и 5-го глубокого рисунка, соответствующие m n и t/D 0 Значения ×100 находятся из той же таблицы, но большее или меньшее значение в таблице следует выбирать в зависимости от того, есть ли промежуточный отжиг:
Без промежуточного отжига K 2 принимает большее значение (ближе к приведенному ниже);
При промежуточном отжиге K 2 принимает меньшее значение (ближе к указанному выше).
3. Для других материалов скорректируйте значения поиска в соответствии с изменением пластичности материала (увеличивайте по мере уменьшения пластичности).
2. Усилие глубокой вытяжки для фланцевых деталей
(1) Первое усилие вытяжки фланцевых цилиндрических деталей
Pmax =πdptRmKF
(2) Первое максимальное усилие вытяжки фланцевых конических деталей и деталей сферической оболочки
Pmax =πdKtRmKF
Где в формуле
- d p -Диаметр цилиндрической части (мм);
- d K -Минимальный диаметр конической части (диаметр вершины конуса) или радиус сферической оболочки (мм);
- K F -Коэффициент, см. таблицу 3.
Таблица 3 Коэффициент K F значения для первой вытяжки фланцевых деталей (сталь 08-15)
dF/dP | Коэффициент вытяжки d p /D 0 | ||||||||||
0.35 | 0.38 | 0.4 | 0.42 | 0.45 | 0.5 | 0.55 | 0.6 | 0.65 | 0.7 | 0.75 | |
3 | 1 | 0.9 | 0.83 | 0.75 | 0.68 | 0.56 | 0.45 | 0.37 | 0.3 | 0.23 | 0.18 |
2.8 | 1.1 | 1 | 0.9 | 0.83 | 0.75 | 0.62 | 0.5 | 0.42 | 0.34 | 0.26 | 0.2 |
2.5 | 1.1 | 1 | 0.9 | 0.82 | 0.7 | 0.56 | 0.46 | 0.37 | 0.3 | 0.22 | |
2.2 | 1.1 | 1 | 0.9 | 0.77 | 0. 64 | 0.52 | 0.42 | 0.33 | 0.25 | ||
2 | 1.1 | 1 | 0.85 | 0.7 | 0.58 | 0.47 | 0.37 | 0.28 | |||
1.8 | 1.1 | 0.95 | 0.8 | 0.65 | 0.53 | 0.43 | 0.33 | ||||
1.5 | 1.1 | 0.9 | 0.75 | 0.62 | 0.5 | 0.4 | |||||
1.3 | 1 | 0.85 | 0.7 | 0.56 | 0.45 |
Примечание: При фланкировке значение K F увеличивается с 10% до 20%.
3. Усилие вытяжки для тонкого волочения (цилиндрические детали)
P max =πd n (t n-1 -t n )R m K 3
Где в формуле
- d n -Внешний диаметр цилиндра (мм);
- t n-1 , t n - Толщина стенок переднего и заднего цилиндров до и после утонения и глубокой вытяжки (мм);
- K 3 - Коэффициент, сталь - 1.8~2.25; латунь - 1.6~1.8.
II. Работа и сила глубокой вытяжки
1. Работа над глубоким рисунком
Работа по глубокой вытяжке также является одним из важных оснований для выбора пресса. Нагрузка пресса на давление ограничивается прочностью коленчатого вала или передаточных механизмов, а нагрузка на мощность - кинетической энергией маховика, мощностью двигателя или его допустимым уровнем перегрузки. Поэтому при выборе пресса необходимо всесторонне учитывать как величину давления, так и объем работы.
(1) Глубокая вытяжка цилиндрических деталей
Взаимосвязь между усилием глубокой вытяжки и рабочим ходом пуансона показана на рисунке 1. Работа глубокой вытяжки должна представлять собой площадь под кривой (заштрихованная часть). Для удобства расчета работы глубокой вытяжки используется следующая эмпирическая формула
A=cPmaxh×l0-3
Где в формуле
- A- Работа над глубоким рисунком (J);
- P max - Максимальное усилие глубокой вытяжки (Н);
- h- Глубина глубокой вытяжки (мм);
- c-коэффициент, относящийся к коэффициенту глубокой вытяжки, см. таблицу 4.
Таблица 4 Взаимосвязь между коэффициентом c и коэффициентом глубокой вытяжки
Коэффициент глубокой вытяжки m | 0.55 | 0.6 | 0.65 | 0.7 | 0.75 | 0.8 |
Коэффициент c | 0.8 | 0.77 | 0.74 | 0.7 | 0.67 | 0.64 |
(2) Глубокая вытяжка для прореживания
A=Pmaxh×1.2×l0-3
где
- P max - Максимальное усилие глубокой вытяжки для тонкой глубокой вытяжки (Н);
- h - глубина вытяжки (мм);
- 1.2 - Коэффициент безопасности.
2. Питание
Мощность двигателя пресса рассчитывается по следующей формуле
P=KA n /(1.36×60×750×η 1 ×η 2 )
где
- P - мощность двигателя пресса (кВт);
- K - коэффициент дисбаланса, K=1.2~1.4;
- A - мощность глубокой вытяжки (J);
- η 1 - Эффективность пресса, 71=0.6~0.8;
- η 2 - Эффективность двигателя, 72=0.9~0.95;
- n - количество ударов в минуту пресса;
- 1.36 - коэффициент пересчета из лошадиных сил в киловатты.