Руководство по проектированию глубоко вытянутых деталей: коэффициент вытяжки, радиусы и толщина стен

Глубокая вытяжка формует плоскую заготовку в стакан, оболочку или корпус с помощью пуансона и матрицы. Она применяется для корпусов аккумуляторов, медицинских лотков, корпусов датчиков, экранирующих крышек и многих других деталей, которым нужна бесшовная стенка.

В этом руководстве рассмотрены проектные параметры, которые чаще всего определяют практичность глубоко вытянутой детали: коэффициент вытяжки, радиусы, зазор, материал и смазка.

1. Коэффициент вытяжки

Коэффициент вытяжки — это диаметр заготовки, делённый на диаметр пуансона. Первая вытяжка для низкоуглеродистой стали часто составляет около 1,8–2,0; последующие вытяжки меньше, обычно около 1,3–1,5. Нержавеющая сталь и высокопрочные материалы обычно требуют меньших коэффициентов, а точное значение зависит от сплава и конструкции штампа.

2. Радиусы пуансона и матрицы

Обычная отправная точка — радиус пуансона около 4–8 толщин материала и радиус матрицы около 6–10 толщин для первой вытяжки. При последующих вытяжках используют меньшие радиусы. Слишком острые радиусы повышают риск разрыва; слишком большие радиусы могут вызывать образование складок.

3. Зазор

Зазор матрицы обычно выражают на сторону, и для стали он часто составляет около 1,1–1,3 толщины материала в зависимости от стадии вытяжки и материала. Слишком малый зазор увеличивает трение и утонение; слишком большой зазор допускает образование складок.

4. Толщина стенки

При вытяжке стенка утоняется, особенно в зоне радиуса дна. Если конструкция требует определённой толщины стенки, заготовку и последовательность вытяжек нужно планировать с учётом этого. Для контроля толщины стенки можно добавить операцию обжатия, но это усложняет изготовление оснастки.

5. Выбор материала

6. Смазка и отжиг

Смазка снижает трение и налипание. Для нержавеющей стали и высокопрочных материалов между вытяжками может потребоваться промежуточный отжиг для восстановления пластичности. Необходимость зависит от суммарного обжатия и сплава.

7. Элементы конструкции

Отверстия, отбортовки, резьбу и накатку по возможности следует выполнять после основной вытяжки. Отверстия вблизи вытянутой стенки могут деформироваться; отбортовки должны иметь увеличенный радиус. Резьбу обычно накатывают или нарезают после формообразования.

Часто задаваемые вопросы

Насколько глубоко можно вытянуть деталь за один ход?

Это зависит от материала, диаметра и конструкции штампа. Первая вытяжка для мягкой стали обычно ограничена коэффициентом около 1,8–2,0; для более глубоких деталей требуется несколько вытяжек.

Можно ли глубоко вытягивать острые углы?

Очень острые углы сложны. Больший радиус угла улучшает течение материала и снижает риск трещин.

Подходит ли глубокая вытяжка для малых партий?

Может подходить, но стоимость оснастки является фактором. Для очень малых партий экономичнее может быть изготовление из листовых заготовок или механическая обработка.

См. также: глубоко вытянутые детали и отправить чертёж на рассмотрение.