CC BY
61
УДК«1.98.043 и в МАРКЕЧКО
B. В. ГРЯЗНОВ М. В. МЕДВЕДЕВ
C. А. МАКЕЕВ
Омский государственный технический университет
ТЕХНОЛОГИЯ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ РЕШЁТОК
Представлены результаты конструкторско-технологической проработки исходной информации при технологическом проектировании операций листовой штамповки деталей вентиляционных решёток и технические решения при конструировании штамловой оснастки. Предложенные технические решения могут быть использованы как для производства подобных изделий, так и для принятия конструкторских решений при подготовке производства изделий иной специфики использования и назначения. Ключевые слова: гибка, компьютерное моделирование, штамповый инструмент, подготовка производства.
Вентиляционные системы бытовых, административных, промышленных и иных помещений имеют в своем составе решетки различной конструкции, регулирующие и направляющие воздушный поток. Одна из наиболее часто применяемых конструкций вентиляционных решеток является решетка, выполненная в виде сварной рамки из гнутого профиля и содержащая один или два ряда шторок (рис. I). Шторки посажены на оси, вставленные в отверстия стоек рамки, и имеют возможность менять своё положение, регулируя этим силу и направление воздушного потока. Регулировка таких вентиляционных решеток заключается в установлении шторок под необходимым углом вручную. Самопроизвольное вращение шторок под воздействием воздушного потока предотвращается удержанием осей шторок усилием пружины, выполненной в виде проволоки и проложенной плетением с внешней стороны рамки. В зависимости от расхода воздушного потока вен-тиляционные решетки выполняют разных размеров, начиная от 150x150 мм с шагом 50 мм. Для произ-
Рис. I. Вентиляционные решетки
водства заказчикомотобрана номенклатура решеток от 150x150 мм до 400x400 мм.
Особенностью детали «шторка» (рис. 2) является замкнутость профиля и малые размеры внутренней полости головки профиля.
Традиционная технология изготовления этой детали —это гибка и-образного полуфабриката на первом переходе и гибка на оправке — на втором (рис. 3). Однако такая технология имеет два существенных недостатка. Первый — это трудности снятия отштампованной детали после второго перехода с оправки, что связано с усложнением оснастки. Второй — это упругое иружинение, не позволяющее по-лучип. плотное прилегание полок детали друг к дру1у.
Избежать этих недостатков можно, использовав технологию гибки со сжатием в штампе без оправки. Здесь, как и в первом варианте технологии, на первом переходе получают полуфабрикат и-образной формы с радиусом гиба, равным радиусу головки готового профиля. На втором переходе осуществляют гибку со сжатием в клиновом штампе (рис. 4).
При разомкнутом штампе полуматрицы 2 и 3 (рис. 4) усилием выталкивателя 4 подняты в верхнее положение и пружинами 9 разведены в разные стороны таким образом, что образуют полость, в которую загружают и-образный полуфабрикат, полками вниз. При смыкании штампа пуансон набегает на согнутую часть полуфабриката и через него, преодолевая усилие выталкивателя, утапливает полуматрицы. В случае разнополочности
^ 1
. II- Й
г
А и жцча «¿кллац -Ф.чпМ
Рис. 2. Чертеж детали «шторка» вентиляционной решетки
Рис. 3. Переходы штамповки детали «шторка» гибкой на оправке: а - первый переход, и-обраэная гибка; б - второй переход гибки на оправке
*
ШЕЛ
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 <90) 2010 МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНО »ЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК М2 («0> 2010
Рис. 4. Штамп второго перехода штамповки детали «шторка» гибкой со сжатием: I - пуансон; 2 - левая полуматрнца; 3 - правая полуматрица; 4 - выталкиватель; 5 - левая опора; 0 - правая опора; 7 - направляющие;
8 - ограничители всплытия полуматриц; 9 - пружины полуматриц
N
1° оЬи 0 щ
( А Г'
/0 О 1 о
А4
Рис. 5. Штамп гибки 1-го перехода детали «шторке»: I - задние упоры; 2 - прижим; 3 - плоская пружина; 4 — выталкиватель
Рис. в. Чертеж детали «стойка» рамки вентиляционной решетки
Рис. 7. Фрагмент угловой части рамки вентиляционной решетки
полуфабриката на этой стадии деформирования происходит выравнивание высоты полок усилием выталкивателя, которое ре!улируется. После смыкания полуматриц полки детали «шторка» оказываются зажатыми по всей длине и происходит гибка головки приложением окружного сжимающего напряжения. В результате действия такого напряженного состояния внутренние и внешние слои металла деформируемой заготовки оказываются сжатыми, в отличии от обычной гибки, где внутренние слои сжаты, а внешние растянуты. После снятия нагрузки внутренние и внешние волокна головки детали удлиняются, обеспечивая плотное прилегание полок детали друг к другу.
Жесткие требования к равенству высот полок 11-образного полуфабриката, продиктованные принятой схемой гибки со сжатием, обусловили повышенную точность ширины нарезаемых полос 42_03и особенности штампа 1-го перехода (рис. 5). Первая особенность — это чёткая и однозначная фиксация исходной заготовки относительно деформирующего инструмента, которая обеспечивается задними упорами 1 и прижимом 2, приводимым в действие плоской пружиной 3. Вторая особенность связана с реализуемой схемой штамповки в данном штампе — гибкой с прижимом. Исходная заготовка перед гибкой зажимается между пуансоном 5 и выталкивателем 4 усилием буферного устройства, расположенного под штампом (на рис. не показано), и удерживается от смещения во время деформации. Отштампованная деталь после размыкания штампа выталкивается на поверхность матрицы.
Заключительной операцией перед сборкой шторок в изделие является контактная сварка их конце* вЬх частей, необходимая д\я надежной посадки осей в отверстиях шторок без раскрытия полок профиля.
Основные требования к детали «стойка» рамки вентиляционной решетки (рис. 6) являются:
— плоскостность грани С, необходимая для беззазорной стыковки деталей при сборке в изделие;
— строгая ориентация грани С под углом 45° относительно длинной стороны детали, необходимая для получения прямых углов рамки при сборке;
— перпендикулярность и плоскостность полок профиля, необходимые для качественной сборки сваркой.
Особенностью операции гибка является изменение ширины полосы по толщине, а именно, происходит уменьшение ширины у наружной (растянутой) поверхности, а у внутренней увеличение — уши-рение заготовки (1). Это уширение препятствует беззазорной стыковке стоек при их сборке в рамку (рис. 7). В практике штамповки используют следующий прием: в развертке детали пробивают отверстие в.месте предполагаемого уширения, что позволяет сместить его из зоны сопряжения деталей. Такой прием дает возможность получить качественное сопряжение деталей, но при этом появляется локальное отверстие в угловой части, что портит внешний вид изделия. С целью получения качественной стыковки стоек проведено компьютерное моделирование процесса гибки, в результате которого определена форма развертки детали «стойка» (рис. 8). Для упрощения конфигурации рабочего инструмента штампа получения развертки стойки удаление металла в месте предполагаемого уширения (элемент А рис. 8) осуществляется по простым поверхностям: плоскостям и круговым цилиндрическим поверхностям.
Схема раскроя и штамп для резки деталей стоек представлены на рис. 9. Плоские заготовки для стоек
Рис. 8. Торцевая часть развертки детали «стойка», полученная компьютерным моделированием
Рис. 10. Штамп для пробивки отверстий в плоских заготовках деталей «стойка» и один из вариантов детали после данной операции: I - упор; 2 - прижим; 3 - прижим-съемник; 4 - матрицы; 5 - матрицедержатель; 0 - нижняя плита
Рис. 9. Штамп для резки заготовки детали «стойка» и схема
раскроя исходного материала: 1 - упор; 2 - линейка;
3 - пружинный прижим; 4 - передняя направляющая планка;5 - прижим-съемник; 0 - матрица
получают из полосового или ленточного исходного материала. Размеры заготовок отличаются только длиной. Контур режущих кромок разделитель!ют пуансона подобран при компьютерном моделировании конструктивных элементов сборно-сварной рамки вс!ггиляционной решётки. Длина отрезаемой заготовки определяется положением упора 1 установленного на линейке 2. Одна из сторон плоской заготовки должна быть базовой для обеспечения фиксации при совершении последующих операций пробивки отверстий и П-образной гибки. Для выполнения этого условия подаваемая в штамп разрезаемая полоса (лента) прижимается пружинными прижимами 3 к передней направляющей планке 4. Штамп имеет прижим-съёмник 5, составную матрицу 6. Удаление отхода — на провал.
В каждой паре стоек из четырёх образующих рамку пробивают отверстия для установки осей при монтаже шторок. Все отверстия 1114 мм пробивают в плоской заготовке на штампе (рис. 10) за один ход ползуна пресса. Переустанавливаемый упор 1 обеспечивает получение отверстий на заготовках требуемой длины. Для сохранения базовой поверхности предусмотрены прижимы 2. Прижим-съёмник 3 оставляет заготовку на нижней половине штампа. Набор единичных матриц 4 закреплён в магрицедержателе 5 в нижней половине штампа. Отходы удаляются на провал в наклонные пазы нижней плиты 6 на плоскость подштамповой плиты. На штампе можно пробивать отверстия с двумя вариантами межосевого расстояния для различных конструктивных схем вентиляционных решёток.
Плоскую заготовку «стойки» предназначенную для гибки, укладывают в штамп (рис. 11), прижимая к планке 1 базовой поверхностью прижимом 2 (плоская пружина). Рабочий профиль пуансона 3 выполнен с поднутрением для учёта компенсации упругого пру-
Рис. 11. Штамп для гибки детали «стойка»: 1 - планка;
2 - прижим; 3 - пуансон; 4 - выталкиватель; 5 - матрица; б- буфер
жиисния заготовки. Выталкиватель 4 заготовки из матрицы 5 установлен на резиновый буфер 6, предварительное сжатие которого исключает смещение заготовки в направлении поперечном линиям гибки. Гнутая заготовка выталкивается из матрицы, либо остаётся на пуансоне, с которого удаляется жёстким съёмником (на рис. 11 не показан).
Предложенные технические решения могут быть использованы как для производства подобных изделий, так и для принятия конструкторских решений при подготовке производства изделий иной специфики использования и назначения.
Библиографический список
I. Попов, Е.А. Технология и автоматизация листовой штамповки |Текст): учебник для вузов / Е.А. Попов. В.Г. Ковалев, ИЛ. Шубин - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. - 480 с. : ил. - ISB.NI 5-7038-1394-8.
МАРКЕЧКО Игорь Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой«Маши-ны и технология обработки металлов давлением». ГРЯЗНОВ Владимир Васильевич, кандидаттехничес-ких наук, доцент кафедры «Машины и технология обработки металлов давлением».
МЕДВЕДЕВ Максим Валерьевич, старший преподаватель кафедры, «Машины и технология обработки металлов давлением».
МАКЕЕВ Сергей Александрович, доктор технических наук, профессор кафедры «Машины и технология обработки металлов давлением».
Адрес для переписки: e-mail: [email protected]
Статья поступила я редакцию 15.03.2010 г.
© И. В. Маркечко, В. В. Грязное, М. В. Медведев, С. А. Макеев
