Разделы сайта

Читаемое

Обновления Mar-2024

Промышленность Ижоры -->  Точность многооперационной вытяжки 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90


Рис. 36. Искажение формы прямоугольного поперечного сечеиия заготовки

Прямоугольная форма поперечного сечения заготовки при гибке цо схемам 1-4 искажается (рис. 36). Радиус кривизны краевой искаженной зоны

При B>4s

т] pv(l - cos V),

(93)

(94)

где Y l,5s/pv.

При В < 4s значение т) увеличивается по сравнению с найденным по формуле (94) иа 20-30 %.

При В S формоизменение поперечного сечеиия заготовки соответствует схеме, приведенной на рис. 6. Расстояние, иа которое распространяется искажение за зону гибки, D = = (r,5H-2)s.

Для выравнивания формы поперечного сечения искаженный участок заготовки необходимо сжать между рабочими поверхностями инструмента с усялнем

Рр = 20В [0,3es/(/i (Ро -Ь s))]nsx

X (Ро + S) sin а, (95)

где Ов - временное сопротивление; л - показатель степени кривой упрочнения; е - основание натурального логарифма.

При гибке по схеме 5 силу Рп в начальный период формоизменения определяют по формуле (85), затем по формуле (88), и в конце формоизменения при п = я/2, с учетом Рпр (89), суммарная сила на пуаисоие при

2 = S

Рп.с 2,6цРсд-Ь Рпр. (96)

Если Z = S -f- Лг и правки выравнивания кривизны иа участке ПГ не требуется, сила Рд = 2рРсд.

При гибке по схеме 6 силы Р и Р в начальный период формоизменения определяют по формулам (85), а в конце формоизменения по (88) при подстановке а = ар 0,9ак (см. рис. 27). Если в начале формоизменения на отрезке ОП имел место неравномерный изгиб, к значению Рд, найденному по формуле (88), добавляют силу, равную 2Рсд (для выравнивания кривизны на этом отрезке); для выравнивания формы поперечного сечения необходимо также учитывать силу Pq (95).

При гибке по схемам I, 3 и 6 нестабильность сил трения и возникающее при этом отклонение от оси симметрии горизонтальных составляющих сил, действующих на заготовку, должно быть сбалансировано. Для этого предусматривают фиксирующее технологическое отверстие на заготовке и штырь иа пуансоне, расположённые по оси симметрии этих сил, или прижимное устройство. При наличии прижимного устройства сила Рпр прижима должна быть больше Р.

Схема 7. Для того чтобы участок ПМ заготовки (рис. 30) был равен нулю (см. рис. 29), должно быть

f сд-

При условии, что движение точек О и /Сг осуществляется по эвольвентам и иа поверхностях силового контакта /Пх/Па силы треиия не возникают, имеем

Рп = 2Рм cos а > 2Рсд cos а. (97)

Пуансону необходимо также преодолеть силу Рпр, поэтому суммарная сила на пуансоне

Рп. с>2РсдС05а--2Рсд =

= 2Рсд(1-bcosa). (98)

В начале рабочего хода а = 0. Если упомянутое условие движения не выполняется, возникают силы трения, равные примерно МРсд иа каждой площадке /ЯхШа, причем их направление зависит от траектории движения точек ОКг- Если траектория дви-

жения точки Кг проходит с выпуклой стороны эвольвенты, исходящей из точки Кг (0), проекция хР,.д sin а силы трения на направление силы Рп суммируется с проекцией Рд cos а и следовательно

Рп = 2Рсд cos а 4- 2рРсд sin а,

а если с вогнутой - вычитается, т. е.

Рп = 2Рсд cos а - 2рРсд sin а.

Схема 8. По мере того, как заготовка продвигается в матрицу и точка О на нижней границе области пластической деформации поднимается к сечению b-b, усилие Рп заталкивания заготовки в матрицу увеличивается до

PnS (1 -f ц) MJR,

(99)

В последующий период, когда точка О находится вблизи сечения b-b, усилие Рп почти не изменяется. Но как только торец, заготовки дойдет до упора (положение 5, см. рис. 31), усилие резко возрастает. Возрастание Рц должно быть ограничено значением, при котором сжимающее напряжение в заталкиваемой части заготовки достигает предела текучести.

Схема 9. Равнодействующие давлений заготовки на поверхность канала Рш Рш PiuliPcn, Р S Рвд [Sin ар -f ц (3 -f cos CLp)]; (100) ар ~ 0,7s ? .

В штампе (рис. 34) на первом этапе формоизменения (рис. 34, а) силу Рп определяют по формуле (100), а на втором этапе (рис. 34, б) - по формуле (99); рост силы Рп после завершения формоизменения должен быть ограничен.

Пружииеиие детали при раскрытии штампа. Упругое изменение формы (пружинеиие) отштамповаииой детали при раскрытии штампа заключается в изменении кривизны участков, подвергнутых гибке, и углрв, в растворе которых они лежат. Изменение кривизны участков детали, для которых может быть принято допущение в круговой гибке, определяют по формулам (62), (63) при подстановке рц = /?п или рц = а изменение угла -

4 П/р А. д. Матвеева


Рис. 37. Изменение формы центральной линии заготовки при разгрузке после штамповки по схемам 1 и 2

ПО формуле (65). По заданной кривизне детали, т. е. по заданной остаточной кривизне, кривизну инструмента (в нагруженном состоянии) подсчитывают по формуле (63). Пружи-нение на участках некруговой гибки, на которых изгибающий момент и кривизна являются функциями координат точки, может быть найдено численно по формулам (61), (64), (66).

Схема разгрузочного изменения формы центральной линии заготовки прн штамповке по схеме / дана на рис. 37. На участке ОП постоянной кривизны (1/рц = 1 ?п) кривизну после разгрузки 1/рц.о = 1 ?п - 1/рц.рОпреде-ляют по формуле (62), приращение Лап определяют по формуле (65). На участке ПГ переменной кривизны форму центральной линии определяют численно. Причем приращение Да представляет сумму, состоящую из приращения Дац и приращения Аапг-Последнее является углом поворота нормали к центральной линии в точке П относительно нормали в точке Г (при разгрузке заготовки) (см. рис. 37)

Лапг = Дйй,

где ДЭ - определяют по формуле (66).

Прямыми иа детали получаются только участки ГК- Заданную точность угла между ними, равного 2 (я/2 - а -Ь Да), обычно обеспечивают подбором рабочего хода при настройке штампа. В случае, когда на участке ОП имеет место неравномерный




Рис. 38. Изменение формы центральной лииии заготовки при разгрузке после штамповки по схемам 3 и 4

изгиб (см. рис. 17, 18), влияние относительно небольшого участка ОПд в общее изменение формы центральной линии прн разгрузке заготовки можно не учитывать.

Разгрузочное изменение формы центральной линии при штамповке по схемам 3 и 4 показано а рис. 38.


Рмс. 39. Зависимость угла Ла пружниення от отмошеиня rs для различных углов гибки при штамповке по схемам 3 и 4 ( ксперикентальные данные для стали 20)


Рис. 40. Изменение формы центральной линии заготовки прн разгрузке после штамповки по схеме 5

На участке ОП 1/рц = \/Rn, кривизну 1/рц.о определяют по формуле (62). Приращение Лац определяют по формуле (65). Приращение Лацг имеет обратное по отношению к приращению Лап направление. В процессе штамповки участок ПГ сначала претерпел некруговой изгиб, затем спрямление, после чего снова искривился при разгрузке.

Экспериментальные значения угла пружинения Ла = Лац-Лацг представлены на рис. 39.

Разгрузочное изменение формы центральной линии при штамповке по схеме 5 показано на рис. 40. Приращение Лап определяют по формуле (65). Приращение Дащ, имеет обратное по отношению к приращению Лац направление и возникает от того, что в процессе штамповки ранее изогнутый, а затем спрямленный участок ПГ прн разгрузке принимает остаточную кривизну. При rjs>2 участок ПГ мал по сравнению с участком ОП, поэтому его влиянием на угол пружниення можно пренебречь.

Форма и кривизна опорных поверхностей матрицы и расстояние между

ними, протяженность поверхностен для правки остаточной кривизны. Схемы I и 2 (см. рис. 14 и 19). При выборе формы и кривизны опорных поверхностей матрицы и расстояния между ними следует исходить из двух требований к детали- 1) недопустимость следов пластического вдавливания и вызванного ими уменьшения толщины материала; 2) протяженность отрезка ПГ остаточной кривизны не должна выходить за пределы заданной.

В штампах для гибки листового (полосового) металла опорные поверхности выполняют цилиндрическими (круговыми и некруговыми), а для гибки стержней - в виде поверхностей, меридианное сечение которых соответствует поперечному сечению стержня. Максимальное контактное нормальное напряжение (по Герцу)

а = 0,59 i/P:;;EE,/{BrJEi + Е,)),

(101)

где £i, £2 - модули упругости металлов контактирующих тел; В-ширина листовой заготовки.

По условию отсутствия пластического вдавливания

(102)

яд-

Допустимое напряжение при упругом контакте

(103)

Относительная протяженность отрезка ПГ остаточной кривизны

ПГ/ПМ \ -Мгу/М, (104)

где Mz - изгибающий момент для сечения в точке Я; /Игу = 0Гт8/6- изгибающий момент для сечения в точке Г.

Относительная протяженность отрезка ПГ зависит от кривизны в точке Я и свойств металла заготовки.

Если длина отрезка ПМ /щщ > 5s и радиус кривизны опорных поверхностей ryX4-i-5)s, пластического вдавливания практически ие возникает; прн /щщ 5s может быть принято Гм < 4s. Выбранные так значения mm и Гм должны быть проверены расчетом по формулам (101)-(103).

Затем по формуле (104) можно определить относительную протяженность отрезка ПГ. При вычислении должно быть учтено, что изгибающий момент Mz достигает значения, соответствующего кривизне 1 ?п. когда угол а = = 10-15°. Если гибка заканчивается при ац > а, вместо принимают значение ПМ = / (76) при заданном значении а = аи-

Схемы 3 и 4 (см. рис. 22 и 24). Эти схемы применяют вместо схем 7 и 2, если Соответствующим выбором /тш и Ги при гибке по схемам 1 и 2 может быть удовлетворено первое требование к детали, но не удовлетворяется второе, в частности, когда за пределами участка ОП гибки остаточная кривизна недопустима.

Участок матрицы МуИм предназначен для правки остаточной кривизны; его протяженность можно определить, если заданы параметры А, /щш, м-удовлетворяющие поверочному расчету. Причем, если его длина оказалась значительно больше длины отрезка ЯГ, соответствующий участок ЫцИп пуансона можно выполнить двухступенчатым. Первая степень - рабочая, сопрягаемая с поверхностью радиуса / ц, и имеет протяженность, ПГ равную (Зч-3,5) s; вторая -нерабочая, не вступает в контакт с заготовкой, отдалена от поверхности заготовки на (0,2н-0,5) S.

Правка заготовки иа отрезке ПГ не устраняет полностью остаточную кривизну, поскольку отрезок МуМм прямой. В результате при смыкании штампа обеспечивается лишь спрямление участка заготовки, а при размыкании появляется вторичная остаточная кривизна пружниення того же направления, что н первичная. Для полного устранения кривизны на отрезке ПГ поверхности на участках Ым м н МцМп инструмента должны иметь кривизну обратного направления, равную остаточной вторичной кривизне.

Схема 5 (см. рис. 25). Если в схеме 2 выполняется условие Л - /?п + -- Rm, отличие от нее схемы 5 состоит только в том, что на пуансоне и матрице вводят элементы поверхности, предназначенные для правки участка ПГ заготовки. Прн входе пуансона




2,8$

2,8$

Рис. 41. Виды сечений опорной поверхности матрицы, составленной из двух круговХ поверхностей

В матрицу эти элементы поверхности движутся относительно друг друга в параллельных направлениях, проглаживают и спрямляют заготовку на указанном участке. Протяженность участка ПГ, а следовательно, ход проглаживания (см. рис. 25, участок ПМ) зависят от отношения R /R, а также от свойств металла заготовки. Длина отрезка ПГ может быть найдена с помощью формулы (104) и геометрического построения. Ход проглаживания должен несколько превышать отрезок ПГ, т.е.

ПМ X ПГ + (15) S.

Если при выбранной кривизне 1 ? получается, что длина отрезка O/Ci(0)</l, укладка заготовки концами на зеркало матрицы не обеспечивается, так как длина концевого участка М (0) /(, (0) < 0. В этом случае могут быть приняты опорные поверхности с переменной кривизной, в частности, состоящие из двух сопряженных поверхностей различной, ио постоянной кривизны (рис. 41).

Схема 6. Кривизна \ltyi опорных поверхностей геометрически связана с формой детали. Поверочным расчетом устанавливают, удовлетворяет ли заданным требованиям характер контакта .заготовки с опорными поверхностями. Если это требование ие

удовлетворяется, подбирают другую схему гибки.

Схема 7. Если сила Р, достаточна для того, чтобы на заготовке не было участка переменной кривизны (см. рис. 30, участок ПМ), силовой контакт заготовки с поверхностью поворотного устройства матрицы имеет место на контактной площадке протяженностью mjma < (Зн-4) S (см. рис. 29). Протяженность тК всей поверхности может быть принята равной 5s, причем она может оказаться меньше размера ПК.

Схема 8. Верхняя часть прямолинейного канала матрицы воспринимает изгибающий момент только в начальный период процесса формоизменения заготовки. При беззазорном продвижении заготовки по каналу контактные давления, возникающие здесь в этот период от воздействия изгибающего момента, распространяются на поверхность протяженностью (3-4) S. Наличие зазора приводит к увеличению этой протяженности. С учетом влияния зазора, равного полю допуска на прокат нормальной точности, длину Lm канала принимают не менее (56) s.

Схема 9. Протяженность прямолинейной части канала принимают не менее 5s, а угол а , в растворе которого находится криволинейная масть канала, 30-40°. Стабильность процесса формоизменения существенно зависит от стабильности и величины зазора между поверхностями заготовки и канала. В связи с этим схема 9 гибки рекомендуется для использования при штамповке холоднотянутого материала.

4. ГИБКА НА ВАЛКОВЫХ МАШИНАХ

Валковые гибочные машины предназначены для гибки цилиндрических и конических оболочек из листового металла толщиной 1-150 мм. Обычно кривизна гнутых оболочек s/R < 0,2 ограничивается прочностью и жесткостью валков. Минимальная кривизна определяется возможностью получения остаточной кривизны при достаточном распространении вглубь се-

чения листа области пластической деформации под воздействием только изгибающего момента. При малой кривизне гибки, когда значительная часть сечення остается в упругом состоянии, упругое изменение кривизны (пружинение) при разгрузке больше, чем остаточная кривизна. Разброс пру-жинения от детали к детали становится неуправляемым.

Валковые машины имеют три или четыре рабочих валка. Четырехвал-ковые машины обладают более широкими технологическими возможностями, производительнее и удобнее в работе, чем трехвалковые.

У четырехвалковой машины (рис. 42) оси двух валков / и 2 расположены в одной, обычно вертикальной, плоскости. Валки приводные (ведущие), снабжены нажимным устройством, сообщают листовой заготовке силу, необходимую для ее продвижения в процессе гибки. Валки 3 и 4 гибочные, неприводные. При настройке машины иа заданную кривизну гибки эти валки перемещаются. Ось каждого валка движется в плоскости, пересекающей плоскость приводных валков под углом у, по линии, параллельной их осям, расположенной на расстоянии D от оси первого валка. В этих плоскостях оси гибочных валков устанавливают параллельно осям приводных валков, если изгибается цилиндрическая оболочка, и непараллельно, если оболочка коническая.

Для изготовления цилиндрической оболочки заготовка в виде листа подается в разведенные приводные валки / и 2 до упора в гибочный валок 3 (рис. 42, штриховая линия). Включается нажимное устройство, перемещающее валок 2, приводные валки сводятся и зажимают лист. Включается настроечное устройство, перемещающее валок 4. При этом лист изгибается до заданной кривизны в области контакта с валками / и 2. Затем включается вращение приводных валков и производится гибка поданного в валки участка заготовки, вращение прекращается, валок 3 перемещается в рабочее положение, такое же, как у валка 4, валок 4 отводится, после чего включается вращение в другую сторону. Вначале через валки про-


Рис. 42. Схема работы четырехвалковой гибочной машины:

1 и 2 - приводные валки; 3 и 4 - гибочные валки; 5 - заготовка (штриховой линией показаны положения валков и заготовки, когда неизогнутая заготовка вводится в валки)

ходит только что изогнутая часть, не претерпевающая формоизменения, а затем следующая часть заготовки, получая заданную кривизну. Гибку осуществляют в описанной последовательности, если заранее известно положение гибочных валков, при котором получается заданная кривизна с требуемой точностью. Если необходимо настроечное корректирование, гибку ведут за несколько проходов с реверсами и последовательным увеличением кривизны за каждый проход до заданной. Положение гибочных валков определяют по настроечным графикам.

Схемы нагружения и формоизменения. Схемы нагружения листа виеш- ними силами и его формоизменения показаны на рис. 43.

На рис. 43, а показан случай, когда сила, развиваемая прижимным устройством приводных валков, недостаточна, а на рис. 43, б - достаточна для того, чтобы рабочие поверхности валков подошли друг к другу на расстояние, равное толщине листа.

Если плечо действия силы Pi имеет достаточную относительную длину при гибке по схеме, показанной на рис. 43, влияние напряжений сдвига и угловых деформаций иа пластическое состояние можно не учитывать. Внутренний изгибающий момент определяют по



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [ 16 ] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка