Экспериментальные исследования процесса нкгтяжки, совмещенной с отбортовкой Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Система 2 раза статически неопределима ( рис. 2, б). Требуются 2 уравнения совместности перемещений. Угол поворота сечения внутреннего кольца (в месте разреза):

Yif+ Y„X= 0. Общая деформация внутреннего и наружного колец:

fl = f2,

где f2 = ( 0,5F- Fi)( Bi + Ci) / h;

A i= R.2 /[ ( I- cos а) / с + cos а ];

Bi= [R2/(ECi)] • [A1R2 (cos а -1) + R2 ( а /2 - 0.25sin2a )]: C,= [2R2/E]-[Ai R2 cos а + Rj( л/4-а/2 + 0.25sin2a)].

Отсюда

Fi= [0,5EIi (В1+С1Я /[I2 D + Ii( Bi + C,)], где D = 1,88Rf/ E; F2 = 0,5F-Fi; Xi = 2F,R,/tc; Х2 = 2Р21Ыл. Напряжение изгиба в кольцах 1 и 2:

а = 0,5 h Mf /1 < [а]. Проведенные теоретические расчеты показали, что устройства работоспособны, что они позволяют производить измерения в широком диапазоне нагрузок практически с равной чувствительностью.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фионова A.B., Антонец И.В.. Шестернинов A.B. Динамика упругого кольца силоизмерительного устройства // Тезисы докл. 30-й НТК. 4.2. Ульяновск: УлГГУ, 1996. С.4.

УДК 593.3:621.735 Ю.Н.БЕРЛЕТ, Ю.А.ТИТОВ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫТЯЖКИ, СОВМЕЩЕННОЙ С ОТБОРТОВКОЙ

Полые детали типа тел вращения с отверстием в донной части в основном изготавливают вытяжкой из плоской заготовки, а применение огбортовки ограничивается лишь деталями, кмею-

© Ю.Н. Берлет, Ю.А. Титов, 199«

щими горловины и борта у отверстой, т.е. в традиционном ее „.

начении.

Теоретический анализ напряженно-деформированного

стояния отбортовки был выполнен Поповым Е.И. [1], им Же ^ предложен, а в дальнейшем теоретически исследован Матвеевым Г.А. способ вытяжки кольцевой заготовки, совмещенной^ отбортовкой [2]. Экспериментальные данные, полученные при исследовании этого процесса, приведены в монографии [3]. Следуй отметить, что материалы указанных работ представляют в основном научный интерес, их использование в практических задачах по разработке технологий весьма ограничено, так как исследования проводили в узком диапазоне изменения параметров процесса. Кроме того, совмещение вытяжки с отбортовкой в технологическом плане рассматривалось лишь с точки зрения сокращения количества переходов штамповки и повышения производительности, возможности экономии металла при этом не учитывали. Отсутствие в технической литературе методик расчета и рекомендаций по проектированию технологий штамповки на основе операций вытяжки, совмещенной с отбортовкой, сдерживает их внедрение в производство.

При деформировании кольцевой заготовки в зависимости от соотношения размеров исходной заготовки и инструмента протекает выгяжка или отбортовка, или вытяжка одновременно с отбортовкой. Последний случай представляет наибольший интерес, как наименее изученный.

Авторы экспериментально исследовали влияние основных факторов процесса вытяжки-отбортовки на формоизменение заготовок из стали 08кп толщиной So = 0,6 и 1,2 мм, диаметром Do = 65 мм с отверстиями d0 = 12,5 и 17,5 мм (рис. 1). Усилие прижима Рпр варьировали на 3-х уровнях: 0,5, РиС . Cy 1,0 и 1,5 кН. Во всех случаях

КН coBMem^*m^CHJ15i БЬ1ТЛЖ" Диаметр вытяжки d„ состаи-

и, совмещенной с отбортовкой JlM 40 радиусы ayanco-

на гп и матрицы гм - 5 мм.

Реализован дробный факторный эксперимент. Заготовки (по три

образца на каждый опыт) подвергали поэтапной вытяжке на глубину Н = 2, 4, 6, 8, 10 и 12 мм. После каждого очередного деформирования заготовки измеряли выходные параметры (в мм): Эф -диаметр фланца, Бк - толщина заготовки на кромке отверстия, ¿к -диаметр отверстия (см. рис. 1), определяли их средние значения и вычисляли относительные изменения диаметров фланца и = (Оо -/Во ч отверстия ва =(с!к - с!0)/с!0 .

По результатам измерений были построены графики (часть которых представлена на рис. 2 и 3), иллюстрирующие влияние варьируемых факторов на выходные параметры. Анализ графиков свидетельствует, что условиях эксперимента формообразование боковой поверхности образцов идет одновременно за счет периферийной и внутренней частей заготовки. Увеличение усилия прижима Рпр интенсифицирует деформацию внутренней части заготовки, при меньшей толщине материала это влияние сильнее. Тангенциальная деформация и деформация по толщине при Бо = 0,6 мм также больше, чем при Бо = 1,2 мм. Увеличение диаметра отверстия с 12,5 до 17,5 мм при небольшом УСИЛИИ ПрИЖНМа Рпр практически не влияет на характер деформации, однако при увеличении Рпр от 0,5 до 1,5 кН интенсивность деформации внутренней части заготовки резко возрастает, а фланцевой - уменьшается. С целью оценки эффективности вы-тяжки-отбортовки были произведены расчеты диаметров исходных заготовок, необходимых для получения образцов с размерами, соответствующими экспериментальным, обычной вытяжкой с последующей пробивкой отверстия [1,3]. При относительно небольших диаметрах отверстия (сЬ £ 12,5 мм) раз -

0,04 0,06

-

Рис. 2. Относительные изменения диаметра отверстия е<1 и фланца 8о при вытяжке-отбор-товке для Бо = 1,2 мм: сплошные линии ёо = 12,5 мм, пунктирные -ёо = 17,5 мм; 1, 2, 3 - соответственно Рпр = 0,5; 1,0; 1,5 кН

О*,

&

им

21 &

. 0

12

меры исходной заготовки для вытяжки-отбортовки

мало отличаются от соответствующих размеров при обычной вытяжке. Увеличение диаметра отверстия до 17,5 мм и усилия прижима с 1,0 до 1,5 кН позволяет значительно уменьшить размеры исходной заготовки. Так, при толщине Бо = 1,2 мм и при Рпр = 1,0 и 1,5 кН для обычной вытяжки требуются заготовки диаметром 66,7 и 69,8 мм соответственно; при толщине Бо = 0,6 мм и прочих равных условиях - 70,1 и 72,1 мм.

Таким образом, использование отбортовки-вы-тяжки взамен вытяжки с последующей пробивкой от-! верстия дает возможность увеличить коэффициент ис-

^ Л тх _ пользования металла при &

Рис. 3. Изменение и ёк в зависи- на (5.13) %, а при Бо

мости от глубины вытяжки Н для Ъо /1л т % Гнои

= 1,2 мм: сплошные линии = 12,5 = 0,6 мм на (14-18) А1(нр мм. пунктирные - ёо = 17,5 мм: 1, 2. 3 максимальном утонении - соответственно Рпр = 0,5; 1,0; 1,5 кН талла на внутренней кромк

19 и 25 % соответственно). Учитывая, что внутренняя часть некоторых заготовок ¿о=17,5 мм и Бо = 0,6 мм при усилии прижима (1,0-1,5) кН васт критические деформации уже при глубине вытяжки оо 8 мм (возникают трещины и разрывы кромки у отверстия), нео ходимо ограничить глубину вытяжки допустимой степенью деформации, которая должна быть определена эксперимента®» Для различных марок сталей и относительных толщин ЗоМп- ^ Для оценки возможностей данного процесса и практического применения результатов экспериментов был проведен рас* относительных деформаций кромки отверстия £<1И фланца &> и

¿4

> ® -ч

Г

/ / / /

/ '

У / / / /

У

———

N

Я-

построены графики их связи е<1 = {(ей) в зависимости от других факгоров (рис. 2). Очевидно, что наиболее целесообразно осуществление вытяжки, совмещенной с огбортовкой. при относительных степенях деформации на, не превышающих (25-30) о ( в отдельных случаях ы может быть и больше).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Попов Е.А. Основы теории листовой штамповки. 2-е изд., иерсраб. и доп. М.: Машиностроение, 1977. 276 с.

2. Матвеев Г.А. Исследование совмещения операций вытяжки и огбортовки // Сб. трудов МВТУ. № 389. ''Машины и технология обработки металлов давлением". М.: МВТУ, 1978. С. 118-127.

3. Скворцов В.Н. Основы конструирования штампов для холодной листовой штамповки. М.: Машиностроение, 1972. 387 с.

УДК 621.974:62-752.8.001

Р.К.ЛУКС, В.Н.ТАЛОВЕРОВ, А.Е.ДОРМУШЕВ

ВИБРОПНЕВМОИЗОЛЯЦИЯ ШТАМПОВОЧНЫХ МОЛОТОВ

Подавление вибраций, возникающих при эксплуатации оборудования ударного действия, является актуальной проблемой. Одно из перспективных направлений - создание виброизоляторов с постоянной силой воздействия разделяющей среды на фундамент. Из-за несовершенства применяемых устройств, предназначенных для обеспечения постоянства силы воздействия разделяющей среды на фундамент в течение всего цикла работы молота, реализация изобретений [1,2] не привела к успеху.

Авторы разработали устройство, которое позволяет существенно понизить динамическую составляющую силы воздействия молота на фундамент.

Устройство состоит из виброизолятора и перекачивающего устройства (рис. 1, а). Молот 1 располагается на фундаменте меж-

© Р.К. Луке, В.Н. Таловеров, А.Е. Дормушсв, 1998