WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Радиус нейтральной поверхности равны:

. (3)

Рис.3. Сечение детали, полученной изгибом с радиальным сжатием

Величина радиальной нагрузки fср :

. (4)

Внешний изгибающий момент М:

. (5)

Здесь.

На выпуклой поверхности тангенциальное, радиальное и осевое напряжения равны соответственно

; ;. (6)

Коэффициент жёсткости Г.А. Смирнова-Аляева можно вычислить по формуле

. (7)

Интенсивность деформаций на выпуклой поверхности

. (8)

При обычном изгибе без учета утонения

, (9)

, (10)

где,

, (11)

где - коэффициент, учитывающий утонение заготовки.

(12)

Подставим (12) значения интенсивностей (9) и (11).После очевидных преобразований получаем формулу для определения минимально допустимого радиуса детали при изгибе с радиальным сжатием :

, (13)

где.

В главе 3 приведен теоретический анализ одного из вариантов формоизменения процесса одновременного изгиба нескольких заготовок. Анализ произведем при следующих основных допущениях:

  • материал заготовки обладает идеальной пластичностью;
  • касательные напряжения, вызванные неравномерностью ра­диальных нагрузок fi, по сечению малы;
  • трение на контактирующих поверхностях мало и не влияет на
    распределение внутренних напряжений.

Последнее объясняется тем, как будет показано ниже, что величина радиальной нагрузки не превышает 0,5 0,6sS. При обычных условиях штамповки со смазкой коэф­фициент контактного трения примерно равен 0,1. Следовательно, каса­тельные напряжения на контактных поверхностях заготовок па поря­док меньше напряжения текучести и их влиянием можно пренебречь.

Законы распределения напряжений для i-ой заготовки

  • в зоне растяжения

, (14)


Рис. 4. Схема одновременного изгиба нескольких заготовок / - нагрузка на наружной поверхности i-ой заготовки,

- нагрузка на внутренней поверхности i-ой заготовки./

Рис.5. Схема нагружения заготовок /

- нагрузка на наружной поверхности i-ой заготовки, - нагрузка на внутренней поверхности i-ой заготовки./

  • в зоне сжатия

, (15)

для n-ой заготовки

  • в зоне растяжения

, (16)

  • в зоне сжатия

. (17)

Усилие Р равно:

. (18)

С использованием (16) и (17) получаем положение нейтральных поверхностей для n -ой заготовки:

, (19)

а используя (14) и (15), получим для всех остальных заготовок

. (20)

Положение нейтральной поверхности зависит от величины нагру­зок, приложенных к внешней и внутренней поверхностям данной заготовки. Эти нагрузки можно охарактеризовать коэффициентом,

, (21)

который назовем коэффициентом смещения, аналогичным по смыслу коэффициенту, определенному ранее. Следовательно,

. (19а)

С использованием (14) и (15) получаем момент внутренних сил :

. (22)

С учетом (19) можно представить формулу (21) при в виде, разложив в ряд и ограничившись двумя первыми членами:

. (22а)

Определим момент внешних сил, приложенных к i -ой заготовке, относительно точки 0 (рис. 5.б) пересечения нейтральной поверхности и от симметрии сечения:

,

где.

Максимальное значение момента равно

. (23)

Максимальное значение момента внешних нагрузок должно быть равным максимальному моменту,

. (24)

Спроектировав силы, действующие на i -ую заготовку, на ось симметрии поперечного сечения, получаем второе уравнение равновесия заготовки.

. (25)

Подставив (25) в (24) и использовав выражения (23) и (22а), полу­чаем после простых преобразований обобщенное условие равновесия

i -ой заготовки:

. (26)

Заметим, что для внешней n –ой заготовки. Поэтому при заданных размерах штампа и количестве одновременно изгибаемых заготовок с использованием уравнения (26) можно определить все сило­вые параметры процесса.

При изгибе поперечной силой в штампе одной заготовки условие равновесия принимает следующий вид:

. (27)

Определим коэффициент жесткости при изгибе с радиальным сжатием i -ой заготовки. Из формулы (14) следует, что на выпуклой наружной поверхности главные напряжения равны:

; ;.

Тогда коэффициент жесткости можно вычислить по формуле

, (28)

где.

Интенсивность деформаций при одновременном изгибе нескольких заго­товок не должна превышать интенсивности деформаций при обычном из­гибе с учетом коэффициентов жесткости для обоих случаев. Из этого условия с учетом (19а) следует формула для определения минимального радиуса при изгибе с радиальным сжатием:

. (29)

В главе 4 изложены методика проведения и результаты экспериментальных исследований. На (рис. 6.) показана установка использованной экспериментальной установки для гибки с радиальным сжатием.

Рис. 6. Экспериментальная установка

1) подвижный захват, 2) пуансон, 3) заготовка, 4) универсальная гибочная матрица,

5) винт, 6) корпус, 7) регулируемый дроссель, 8) трубопровод,

9) гидравлический цилиндр, 10) прижи

В качестве заготовок были использованы прямоугольные карточки размером 50x40 из материалов Д16АТ л.2,5 и 0Т4 л.2,0. Деформирование заготовок производилось до разрушения, момент ко­торого определялся визуально, или до получения готовой детали. После штамповки определялись размеры детали: угол между полками - с помощью оптического угломера с ценой деления 12%; радиус изгиба - с помощью универсального радиусомера с точностью 0,25-0,5 мм в зависимости от абсолютной величины радиуса, толщина заготовки по биссектрисе угла - с помощью микрометра со специальной насадкой с точностью до 0,01 мм.

Простое нагружение(изгиб + радиальное сжатие)

Рис. 7. Зависимость минимального радиуса от радиальной нагрузки /материал Д16АТ л.2,5/

Рис. 8. Зависимость радиуса изгиба от радиальной нагрузки /материал ОТ4 л.2,0/

Сложное нагружение в последовательности (радиальное сжатие - изгиб)

Рис. 9. Зависимость радиуса изгиба от угла a /Материал Д16АТ л.2,5/

Рис. 10. Зависимость радиуса изгиба от угла a /Материал Д16АТ л.2,0/

Сложное нагружение в последовательности ( изгиб - радиальное сжатие)

Рис.11. Зависимость угла пружинения от усилия калибровки

Рис. 12. Зависимость утонения от усилия радиального сжатия

Рис. 13. Зависимость угла пружинения от радиуса изгиба /1.Д16М; 2.АМГ 6П; 3.ОТ4/

Рис. 14. Зависимость утонения от радиуса изгиба /1. ОТ4; 2.АМГ6П; 3. Д16М/

Рис. 15. Зависимость угла пружинения от угла изгиба

Для сплава 0Т4 зависимость монотонна, в то время как для материалов Д16М и АМГ6П имеет место максимум (на рис. 15). Наличие этого максимума можно объяснить, если помнить, что с одной стороны при обычной гибке с увеличением угол пружинения увеличивается, а с другой - увеличивается площадь кон­такта заготовки и инструмента и усилие F (картина аналогичная картине при увеличении радиуса пуансона r0). Можно предположить, что для сплава ОТ4- максимум имеет место вне исследованного диапазона.

Одновременный изгиб нескольких заготовок

Рис. 16. зависимость угла отгиба от размера матрицы: 1 – Д16АТ л.2,5, rn = 6,0 ; 2 – ОТ4 л.2,0,

rn = 6,0. ( о –без зачистки кромок ; – с зачисткой кромок)

Основные результаты и выводы

  1. Обзор литературных данных показывает, что основные исследования процесса изгиба относятся к изгибу под действием изгибающего момента. Эти исследования ограничены решением вопросов конкретных процессов, не учитывают факторы силовой интенсификации, не дают возможность вести расчет нестационарно протекающих процессов.
  2. Обзор предыдущих исследований показывает, что дополнительная сжимающая нагрузка увеличивает пластичность материала заготовки и схему напряженно-деформированного состояния в очаге деформации.
  3. Разработанная методика расчета процесса изгиба с дополнительным радиальным нагружением показывает, что радиальное нагружение позволяет существенно уменьшить внутренний радиус изгиба (в 1,6-2,0 раза для заготовок из сплава титана ОТ4 и в 2-3 раза для заготовок из Д16АТ) и уменьшить угол пружинения в 1,5-2,0 раза. Результатом является повышение жесткости деталей примерно на 20 %, что дает возможность снизить их массу и улучшить тактико-технические характеристики. Установлено, что результатом является увеличение дальности полета на 10-15%. Трудоемкость изготовления снижается за счёт уменьшения доводочных работ.
  4. Установлены области рационального использования различных последовательностей нагружения. Экспериментальные результаты показывают, что простое нагружение (изгиб + радиальное сжатие) и нагружение в последовательности (радиальное сжатие - изгиб) уменьшают радиус изгиба и угол пружинения; нагружение в последовательности (изгиб - радиальное сжатие) следует использовать для повышения точности в результате уменьшения угла пружинения.
  5. Исследованный новый способ одновременного изгиба нескольких заготовок может быть использован при отсутствии специальной штамповой оснастки. Результаты операции зависят от числа одновременно изгибаемых заготовок и размеров универсальных штампов. При одновременном изгибе трех заготовок из сплава ОТ4 минимальный радиус был уменьшен практически в два раза. Трудоемкость штамповки не увеличивается по сравнению с обычной гибкой.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Тан В.А. Исследование процесса одновременного изгиба нескольких заготовок. /ХХХIII «Гагаринские чтения». Тезисы докладов молодежной научно-технической конференции. –М.: МАТИ, 2007. с 30.

2. Тан В.А. Исследования процесса гибки заготовок со сжатием в радиальном направлении. /ХХХIII «Гагаринские чтения». Тезисы докладов молодежной научно-технической конференции. –М.: МАТИ, 2007. с 31.

3. Тан В.А. Исследование процесса изгиба с радиальным нагружением. /Кузнечно-штамповочное производство. Обработка металлов давлением, № 11, 2007. с 11.

4. Тан В.А. Исследование процесса изгиба листового материала с дополнительным нагружением в радиальном направлении. / Актуальные проблемы российской космонавтики: Труды XXXII Академических чтений по космонавтике. Москва, январь - февраль 2008 г. / Под общей редакцией А.К.Медведевой. М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2008. с 495.

5. Тан В.А. Минимальный допустимый радиус при изгибе с дополнительным радиальным нагружением. /ХХХIV «Гагаринские чтения». Тезисы докладов молодежной научно-технической конференции. – М.: МАТИ, 2008. с 31.

6. Тан В.А. Влияние радиального нагружения при изгибе листовых заготовок. /ХХХV «Гагаринские чтения». Тезисы докладов молодежной научно-технической конференции. –М.: МАТИ, 2009. (в печати)

7. Тан В.А. Анализ процесса изгиба с дополнительным радиальным сжатием. / Научный вестник МГТУГА, серия аэромеханика, прочность, поддержание летной годности ВС. № 141 2009. с 131.

Подписано в печать ____ _____ 2009. Объем 1,0 п.л., тираж 100 экз.

Типография ИЦ МАТИ, 109240, г. Москва, Берниковская наб., 14

Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»