3 Дәріс. Резеңкемен қалыптау әдісімен орындалатын операциялар.

Резеңкемен қалыптау өзімен келесі операцияларды орындауға болады: қарам бойынша кесуді; тесік қимасын, түзу, дөңес, ойыс ернеулерді ію; қормалау; созу.

Резеңкемен қалыптау әдісінің ерекшелігі болып - бірқатар операцияларды біріктіру мүмкіншілігі мен олардың орындалуын бір қатты пішінді (қалып) өзгертуші элементтің көмегімен орындау болып табылады.

Жеке операциялардың орындалу процесстерін қарастырайық.

Қарам бойынша кесу . Бұл операцияларды орынлау үшін дайындама жеткілікті 30 – 40 мм – дей әдіпке ие болу керек. Әдіп шамасы материалдың механикалық сипаттамасына және оның қалыңдығына тәуелді. Осы операцияны жүргізу барысында болатын үлкен қалдықтарды ескере оны өте сирек қолданады және онда да қима басқа операциялармен біріктірілген, ол бірқатар фазаларға ие және келесіге әкеліп тіреледі.

Әдіпті резеңке жастық әсері кезінде қалыптаған плитаға қарай ығысады. Қысымның келесі жоғарлауы қалыптың қатты элементінің негізіне бірдей уақытта тартылумен ұлғаятын плитаның арасында үйкеліс күштері пайда болады, олар қысымның белгілі бір шамасында әдіптің - қалыптың қатты элементінің негізіне орналасуына кедергі деформация аумағы пайда болады – созылмалы қиық. Қысымның одан әрі өсуі кесуші қалыптың қарма бойынша әдіптің үзілуіне әкеп соғады.

Сұлбадан көрініп тұрғандай кесу әдіптің бетіне нормал әрекет ететін қысым векторы вертикаль құраушы Рв әрекетінің негізінде жүреді.

Сұлбаға сәйкес,

P_в=P cosα = Q_з F cosα

мұндағы, Р_в - вертикаль құраушы, кН;

P _cosα – күшейткіш, нормаль бойынша әдіпке әсер етуші;

Q ₃ - резеңке жастықтың аумақтық қысымы, МПа;

F _cosα - ;әдіптің алаңы, м²;

(14) өрнекті талдай отырып, келесі қорытынды жасауға болады: α бұрышы неғұрлым аз болса, соғұрлым вертикаль құраушы үлкен болады. α бұрышының азаюы болады: 1) пуансонның һ шт биктігінің азаюы негізінде, яғни кесу жүрмейтін белгілі шектермен шектеледі (сонымен, һ шт ≤10 мм кезінде және металл қалыңдығы 1,5 – 2,0 мм болғанда қарам бойынша келусіз пуансонның қысылуы жүреді; 2) әдіптің өлшемін ұлғайту арқылы, ол қалдықтардың көбейтуіне әкелетіндіктен қолданылмайды. α бұрышын мақсатты түрде таңдау құрылғысымен азайту неғұрлым дұрысырақ.

Подбор кезінде α бұрышы нөлге келтірілуі мүмкін, ал әдіп 12-15 мм дейін азайтуы мүмкін жеңіл түрлі – түсті балқытылған беттің2 мм дейін қалыңдығында.

Қарам бойынша бөлшектердің кесу үшін қалыптардың екінші сұлбасын қолдану қажет, яғни қысылмаған матрица ретінде жұмыс істейтін кезеңнемен топтық қалыптауды. Бұл сұлбасы кезінде пуансондар 12 – 15 мм арақашықтықта орналастырады, және бір – біріне подбор болып келеді.

8 –сурет. Қарам бойынша кесу процесінің сұлбасы

Тәжірибеде қарамы бойынша бөлшектерді кесу үшін сотандардың өлшемдерінің келесі қатынасы орналасады: 1) сотанның биіктігі һ шт = (4 - 6) S, бірақ 10 – 12 мм - ден кем емес, мұндағы S - дайындама қалыңдығы; 2) дайындама әдіптің шамасы a= (2 -3) һ шт; 3) Резеңке жастықтың қалыңдығы Hp> (4 – 5) һ шт.

Тесікті қию үшін резеңке жастықтың қажетті қысымы материалдың механикалық сипаттамасы байланысты, оның қалыңдығына, формасына және орындалатын тесік өлшемдеріне.

Ішкі және сыртқы күшейткіштердің теңдеулер шартынан келесі теңдеуді құруға болады::

мұндағы, D — тетік диаметрі, мм (сурет 9);

Q_p — резеңке жастықпен кеңейтілген қысым, МПа;

S— металл қалыңдығы, мм;

σ_в — беріктілік шегі, Н/м²;

К₁ — деформация күрделілігін ескеретін коэффициентт (ію, созу, кесу);

К₂ — форма (пішін) коэффициенті;

Бұдан

Q_p=

9 –сурет. Тесікті қию сұлбасы

Шартты түрдегі тесік үшін бұл тәуелділік келесі түрде болады:

Q_p=

мұндағы Р — тесіктің периметрі, м;

F — тесіктің ауданы, м²;

Тесіктің пішіні қажетті Q _P қысымының шамасына әсерін тигізетінін ескере кеткен жөн. Тәжірибе көрсеткендей, егер шеңбер тесік үшін пішін коэффициенті бірге тең болса, онда квадрат үшін – ~0,7, ал үшбұпышты үшін ~14 тең процесінің қажетті параметрлерін анықтаушы болып табылмайды.

(16) және (17) қатынастар берілген бөлшектің қалыптаудың басқа операцияларын орындау үшін қажетті қысым кезінде тесік қиылдыма соны анықтауға мүмкіншілік береді.

Борттарды ию. Борттарды иілу кезінде қалыптаудың бірінші және екінші схемаларын қолданады. Көп жағдайларда бұл операцияны бөлінетін сырт пішінін өзгерту бойынша басқа операциялармен біріктіреді.

Ернеулер үш түрлі болады: дөңес, түзу, ойыс (сурет 10 а, б, в). Сонымен бірге ернеулер әртүрлі иілу бұрыштарына ие болуы мүмкін, олар бөлшек ернеуінің ұзындығы бойынша айнымалы болып келеді.

Ернеулерді ию кезінде серіппелеу жүретінін ескерген жөн, яғни ернеуді қандай да бір α бұрышына түзетуді – серіппелеу бұрышы деп атайды (сурет 11).

Ернеудің иілуінің берілген бұрышын алу үшін, қалыптаудың қатты элементтерін β ішкіүйкеліс бұрышымен жасайды (сурет 11), яғни материалдың серпімділік деформациясы шамасын компенсациялайды. Мысалы, егер бөлшектің ернеуі γ бұрышты бөлшек жазықтығына ие болса, онда ию кезінде ернеуге γ- β бұрышын беру қажет.

1) қалыпталынатын материалдың механикалық сипаттамасы;

2)материалдың қалыңдығы;

3) ию қарамының радиусы мен ернеудің кескіні (түзу, дөңес, ойық);

4) резеңке жастықтың қысым шамасы Q_p;

5) ернеудің биіктігі;

6) ию радиусы.

Бұл тәуелділіктер өте күрделі және бөлшектің ернеуін ию үшін керек заңдылықтарды орнату өте қиын болатын шарттардан тұрады.

Белгілі шарттар үшін серіппелеу бұрыштарының шамаларының тәжірибеде өлшенген шамалар кестесі бар, оларды суықтай қалыптау бойынша анықтамалар қатарынан және басқарма техникалық құжаттар қатарынан табуға болады.

Бөлшектің ернеулерінің аз биіктігі кезінде ию мүмкін емес, өйткені ернеу қалыптасуы үшін ию кезі жеткіліксіз болады. Бұл кезде сондай-ақ ернеулерді резеңкемен қаптапкеру мүмкін.

а – июдің соңғы кезеңі; б — қысымды алғаннан кейінгі бөлшек; в — ішкіүйкелісті бұрышпен сотан 10 – сурет. Бөлшектерде ернеулердің серіппелеу

11 –сурет. Ернеулерді июдегі қайыру түрлері

Ернеудің қалыптасуы үшін қажетті минималды июші момент, (18)- ші қатынас бойынша есептелінеді:

M=QFh_д/2

мұндағы М— иілгіштік момент, Нм;

Q_p — резеңке жастықтың қысымы, кН/м²;

F — ернеудің алаңы, м²;

h_д — ернеудің биіктігі, м.

1-ші кестеде металдың қалыңдығына тәуелді ернеулердің минималды биіктіктері берілген.

Дөңес ернеулерде дайындама радиусы бөлшек радиусынан ернеу биіктігіне үлкен болады.

Ернеу жиегінің деформациясының ең үлкен дәрежесі (оның салыстырмалы қысқаруы) тең:

мұндағы Е_макс — ернеудің салыстырмалы деформациясының дәрежесі (қысқаруы);

R₃ — дайындама радиусы;

R_д — бөлшектің радиусы (сурет 10);

h_д — ернеудің биіктігі.

1 – кесте - Металдың қалыңдығына тәуелді ернеулердің минималды биіктіктері (дуралюмин)

Металл қалыңдығы, S, мм	0	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1.2	1,3
Ернеудің минималды биіктігі, мм	3,6	4,0	4,4	4,7	5,0	5,4	5,7	6,0	6,5

Белгілі бір жағдайларда қысымдылық кернеуінің шамасы ернеудің орнықтылығы жоғалатын және бүктемелеу пайда болатын шамаларға жетуі мүмкін.

Бүктемелеудің қалыпты және биік түрлері бар: соңғысының биіктігінің енінен үлкен, яғни, В>А. Биік бүктемелер дұрыс емес, өйткені оларда бүктеменің төбесінде сызаттар пайда болуы мүмкін.

Ернеулердің деформациясын анықтайтын ( қысқарту мақсатында) критери ретінде R_д/R₃ қатынасын қабылдайды.

R_д/R₃>0,97 қатынасында, беттің қалыңдығы 2,5 мм дейін болғанда алюминиді қорытуда бүктемелеу жүрмейтіндігі бекітілген.

Бүктемелеусіз ернеулердің деформациясының дәрежесін анықтайтын қалыптау бойынша анықтамалар қатарында критери болып, ернеудің биіктігінің жоспардағы бөлшек радиусының ең кішісіне қатынасын қабылдайды, яғни,

K_д = h_д /R_д,

К_д мәні металдың маркасына және оның қалыңдығына тәуелді осы анықтамалар кестелерінде келтірілген.

Бөлшекті қолмен бабына келтірудің қажеттілігін жоққа шығаратын үш тәсіл бар. Олардың біреуі болып фестондарды кесу табылады (сурет 12). Бірақта, мұнда бөлшектің ернеуі белгілі түрде әлсірейді.

Екінші тәсіл – қабырғада вертикал тереңдету тұрған сотанның ішкі жағында бүктемелерді қалыптау (сурет 13).

Осындай сотанмен қалыптау кезінде бөлшектің ернеуінде қатты фестондар қатары түзеледі, олар бөлшекті жинауда кедергі жасамайды. Ернеудің жоғарғы беті көмкермемен жанасады, ал тойтарма немесе пісірме нүктелерін тереңдету жоқ жерлерде орнатады.

4000 МПа қысымда қолдан бабына келтірмеу арқылы қалыптау дуралюмини үшін ғана 2,5 мм дейінгі қалыңдықта мүмкін және С20, 12Г2А, 1Х18Н9Т — маркалы болаттар үшін 1,2 мм қалыңдыққа дейін болады.

n фестондар саны ернеудің радиусына тәуелсіз және келесі формуламен анықталадые

n=0,045γ

мұндағы γ— дөңес ернеудің алу бұрышы.

12 – сурет.Кесілген фестондармен бөлшекті дайындау

Фестондар өстерінің арасындағы қадам кем 1,1h_д болуыс керек, мұндағы h_д — бөлшектің ернеуінің биіктігі. Үшінші тәсіл болып көпөтпелі қалыптау табылады, бірнеше сотанда аралық босаңдату болып табылады. Өтпелер бойынша әрбір соттанның бұрышын графикалық түрде анықтайды (сурет 14). Бөлшектің ернеуінің биіктігін өтпелер санына тең болатын бөлімдер санына бөледі. О нүктесінен ернеу биіктігіне тең радиуспен доға жүргізеді. Ернеудің бөлімдерін бөлетіннүктелерден соңғы нормалға тұрғызылады. О нүктесінен доға мен нормалдар қиылысатын нүктелерде жүргізілген сәулелер өтулер бойынша сотандар бұрыштарын анықтайды.

Ойыс ернеулерді ию кезінде бөлшек радиусынан ернеу биіктігіне кіші болатын дайындама радиусы ( сурет 10, в-ға сәйкес).

13 –сурет. Бүктемелерді кері баспалаумен ернеуін көпөтпелі июдегі ернеуді қалыптау сотаны

14 –сурет. Бөлшектің дөңес сотандар үшін бұрыштардың графикалық түрде есептелуі

Алдыңғыға ұқсас ернеудің жиегінің деформациясының ең үлкен дәрежесі мынаған тең болады ( оның салыстырмалы ұзаруы):

мұндағы Е — ернеудің деформациясының салыстырмалы дәрежесі (ұзаруы).

Қалған белгілеулер (19) формуладағыдай.

Алдыңғы жағдайдағыдай (дөңес ернеулер), суық қалыптаудағы анықтамалар қатарында, сызатсыз жиектің деформациялану дәрежесін анықтайтын критериі болып, жоспарда ернеу биіктігінің бөлшектің ең кіші радиусына қатынасын айтады, яғни

K_д = h_д /R_д,

Ернеулерді ию үшін сотан биіктігін келесі қатынастан анықтайды:

h_шт =h_д +Δh_шт

мұндағы h _шт - пуансоның биіктігі, мм;

h_д бөлшектің биіктігі, мм;

• ∆h - сотанның биіктігіне жіберу (әдіп).

Дюралюминийден жасалған бөлшектердің тік ернеулерін қплыптау үшін қажетті Q_p қысымын 23 [2] суретінде келтірілген график бойынша металдың S қалыңдығы және ернеудің h_д биіктігіне байланысты анықтайды да, ал дөңес ернеулерді – 24[2] суретте берілген номограмма бойынша анықтайды.

Ұсынылатын әдебиет: Негізгі 1[46 – 65], 2 [29 – 36].

Бақылау сұрақтары:

1. Резеңкемен қалыптау әдісімен қандай операцияларды орындауға болады?

2. Қарамы бойынша бөлшекті кесу үшін пуансондар өлшемдерінің қандай қатынастары белгіленген?

3. Серіппелеу бұрыштарының шамасына әсер етеін қандай фактор?

4. Бүктесін түзусіз ернеулерді деформациялау дәрежесін анықтайтын критерий ретінде нені қабылдайды?

5. Ернеуді қалыптау кезінде бөлшекті қолмен бабына келтіру қажеттілігін жоққа шығаратын тәсілдер?