5.3. Пружинение при изгибе

Если волокна, находящиеся на внешней стороне угла изги- баемого листа пластически растянуты, а на внутренней стороне угла пластически сжаты, то наряду с пластическими в них при- сутствуют и упругие деформации, имеющие предельные значе- ния. Вблизи нейтральной линии О—О, на которой знак напря- жений меняется, если она расположена внутри материала, всег-

да находится -слой, в кото- ром деформации не пере- шли за предел упругости.

Таким образом, после снятия изгибающих усилий в листе остаются упругие деформации, которые зас- тавляют деталь распружи- нивать. В практике штам- повочных работ пружине- ние выражают углом ∆φ между сторонами изгибае- мого угла, на который уве- личивается угол загиба ср после снятия изгибающего усилия. Величина угла ∆φ зависит от целого ряда фак- торов: относительного ради- уса изгиба R_0TH=R/s, угла загиба φ, упругих свойств

металла заготовки и ее нагартовки и конструкции штампа. За- висимость угла пружинения ∆φ от относительного радиуса из- гиба Яотн видна на рис. 5.2, где представлены 8 образцов дета- лей одной и той же толщины, изогнутые пуансоном с одним и тем же углом 60°, но с разными радиусами изгиба. При увеличении радиуса пуансона с 3 до 24 мм угол пружинения увеличивается на 16°30' (83°—66°30'). Поскольку кривизна детали, а следова- тельно, и относительный радиус кривизны Rотн на различных участках пуансона различны — пружинение детали при гибке в значительной степени зависит от конструкции штампа. Эту зависимость при проектировании штампа трудно учесть.

Рекомендации по выбору и определению рабочих размеров тибочных штампов даны в нормали АН-702. В практике значе- ния ∆φ при расчетах размеров штампа берутся по таблицам или графикам, составленным на основании экспериментальных дан- ных. На определенный таким образом угол пружинения при кон- струировании гибочного штампа делается поправка в размерах рабочих частей пуансона и матрицы. Точных поправок обычно получить нельзя, так как механические свойства материалов .колеблются даже для заготовок, полученных из одного листа

135-

(в частности, из-за различного наклепа в середине и по пери­ферии листа, полученного при прокатке). Поэтому гибочные штампы после испытания часто дорабатываются. Величину угла пружинения практически можно уменьшить почти до нуля вве­дением дополнительной операции калибровки с чеканящим уда­ром (выполняется обычно на фрикционных прессах).

5.4. Особенности пластической гибки листов из нержавеющих сталей и титановых сплавов

Листы из нержавеющей и жаропрочной стали, применение которых в самолетостроении с каждым годом растет, для повы­шения прочности нагартовывают прокаткой в холодном состоя­нии. При этом пластичность этих сталей значительно уменьша­ется и пружинение при гибке (в штампах, резиной и т. д.) име­ет очень большое значение. Для сталей 1Х18Н9Н, 1Х18Н9ТН и ЭИ654Н угол пружинения при R_отн=3 доходит до 15°, а при Rотн=15 — до 35°. При относительных радиусах Я₀тн^8 ради­ус изогнутой детали мало отличается от радиуса пуансона. При больших относительных радиусах изгиба при конструировании штампа необходима корректировка радиуса пуансона.

Сплавы титана имеют узкий интервал формуемости и срав­нительно небольшое удлинение, что резко ограничивает возмож­ности гибки. Способность материала к формообразованию может быть выражена отношением разницы между пределом прочно­сти и пределом текучести к пределу прочности, выраженным в %. В то время как у аустенитной нержавеющей стали это отно­шение равно 70%, у сплавов титана оно опускается до 8%.

Механические свойства титановых сплавов анизотропны и значительно колеблются даже в пределах площади одного ли­ста. Отклонения по толщине листов титана значительно больше, чем для других металлов, что вызывает затруднение при назна­чении рабочих размеров штампа и увеличенные отклонения в размерах отштампованных деталей. Поверхность заготовок из титана должна быть гладкой без рисок и царапин, а кромки не должны иметь заусенцев. Перечисленные дефекты могут стать очагами разрушения, особенно при гибке по небольшим радиу­сам на участках, где преобладают деформации растяжения (на наружных участках изгибаемого угла).

Из-за большого и неравномерного пружинения обычные тех­нологические схемы для формообразования деталей из титана непригодны и процессы ведутся в следующем порядке. В холод­ном или нагретом состоянии заготовке общепринятыми метода­ми придается приближенная форма с широкими допусками. Затем деталь проходит для снятия остаточных напряжений тер­мообработку и получает окончательную форму калибровкой в горячем состоянии. Таким образом, гибка деталей из титана на прессах в основном является предварительной операцией. Хотя

136-