В.А. Сай, в.В. Бородкин определение энергосиловых параметров при вырубке-пробивке ударной нагрузкой

В практике заготовительных цехов приборо- и машиностроения применяется пробивка отверстий и вырубка деталей из толстолистового материала с применением высокоскоростной ударной нагрузки. Качественные показатели такого процесса разделения металла достаточно высоки. Однако широкое внедрение процесса сдерживается трудностями обеспечения точной дозировки энергии и усилия деформирующего инструмента, при которых излишняя исходная энергия пуансона приводит к быстрому разрушению штамповой оснастки и потере работоспособности элементов ударного оборудования, а недостаток ее - к браку.

Для решения этой задачи была разработана методика определения динамического усилия пробивки, энергии разделения и напряжения среза . Суть ее заключается в том, что на пробивную матрицу укладывают листовую заготовку и, рядом на специальной наковальне, устанавливают крешер, изготовленный из более пластичного материала, чем листовая заготовка и для которого предварительно построена экспериментальная зависимость удельной энергии его деформирования при различных скоростях и степенях деформации. Пробивному пуансону, закрепленному в бойке, сообщают требуемую скорость подлета к заготовке. Происходит одновременное осаживание крешера бойком и пробивка отверстия пуансоном в листе. Зная исходную энергию подлета бойка с пуансоном и энергию осадки крешера, найденную из опытного графика по его последеформационным параметрам, определяют динамическую энергию пробивки листа как разность между общей энергией и энергией осадки крешера с учетом коэффициента КПД удара. Считая, что найденная энергия пробивки эквивалентна работе динамической силы на отрезке внедрения пуансона в заготовку (см. блестящий поясок на заготовке), находят динамическую силу пробивки как отношение энергии пробивки к длине блестящего пояска. При необходимости может быть найдено напряжение среза как отношение энергии пробивки к площади поперечного сечения отверстия за вычетом площади, ограниченной величиной внедрения пуансона в заготовку.

Данная методика отличается относительной простотой и позволяет с достаточно высокой точностью определить силовые параметры при динамической пробивке отверстия из листа на ударном технологическом оборудовании, более точно дозировать энергию удара, уменьшить избыточную ее часть и повысить работоспособность штампового инструмента и ударного оборудования.

Воронежский государственный

технический университет

УДК 621. 97 (088.8)

В.В. Бородкин, К.В. Бородкин, В.Б. Бочаров

К ВОПРОСУ О ПРОЧНОСТНОМ РАСЧЕТЕ ШТОКА МОЛОТА

При ударном пластическом формоизменении заготовки на высокоскоростном молоте шток-поршень, несущий на себе обрабатывающий инструмент, подвергается силовому воздействию вследствие резкого торможения и взаимного влияния объемных массовых сил инерции, распределенных по его длине. При одинаковой длине шток сплошного сечения на контактной поверхности будет испытывать большую нагрузку, чем шток полый. Это объясняется тем, что меньшая масса создает и меньшую инерционную нагрузку. Указанное обстоятельство предоставляет возможность при сохранении условий равнопрочности и неизменности энергетически активных масс выполнить полый шток большей длины по сравнению со сплошным, что способствует увеличению активного рабочего хода молота и накоплению им большего запаса исходной энергии.

Аналитические расчеты показывают, что при неизменной наружной цилиндрической поверхности штока, для удовлетворения условий равнопрочности его по длине конфигурация внутренней проточки в штоке должна соответствовать сложной экспоненциальной кривой, трудоемкость выполнения которой на металлорежущих станках весьма значительна. Аппроксимация этой сложной конфигурации набором конических участков, имеющих плавные переходы друг от друга, незначительно изменяет эпюру напряжений по длине штока и, в то же время, существенно сокращает затраты на ее изготовление. Применение полого штока с внутренней поверхностью, образованной набором конусов, более чем в 2,2 раза увеличивает верхний предел воспроизводимых коэффициентов перегрузки по сравнению со сплошным.

Воронежский государственный

технический университет

УДК 621.9.002

Ю.Р. Копылов, А.Н. Юров

Выбор заготовки матричным методом на ЭВМ

Выбор оптимальной заготовки состоит в обеспечении минимальной суммарной себестоимости получения заготовок и изготовления деталей для заданного объёма и типа производства. Известно, что чем меньше припуски на заготовку, тем дороже процесс получения заготовки, но дешевле и производительнее последующая механическая обработка. На стадии разработки маршрутной технологии делается предварительная оценка суммарных затрат. Окончательное решение принимается на этапе разработки операционной технологии после расчёта операционных припусков и режимов обработки по себестоимости и трудоёмкости.

Предварительно метод получения заготовки выбирается исходя из материала, массы, серийности обработки, а также типа детали. Применяются следующие методы получения заготовок: литьё, пластическое деформирование (штамповка, ковка), отрезка из сортового проката, сварка, вырезка (газопламенная, лазерная), гибка.

Выбор оптимального способа получения заготовки в настоящей работе решается путем системного анализа посредством метода расстановки приоритетов для большого числа факторов, характеризующих весь производственный цикл получения заготовки и последующей ее механической обработки. Решение этой задачи точным численным методом осуществляется на ЭВМ.

Программа позволяет рассчитать оптимальный вариант получения заготовки из ряда предложенных методов, выбранных в начале приближенно на основе практического опыта и предварительных расчетов. Расчет производится матричным методом. Файл запуска программы- techol exe. После запуска программы на экране дисплея ЭВМ выводится матрица с подсчитанными предварительно параметрами. Эти параметры для каждой детали считаются отдельно и подставляются в исходную матрицу.

По строкам матрицы располагаются варианты получения заготовки (например, от X1 до X8), где X1-открытая штамповка на штамповочном паро-воздушном молоте; X2-открытая штамповка на кривошипном горячештамповочном прессе; X3-штамповка выдавливанием на прессе с дугостаторным приводом; X4-литье в песчано-глинистые формы с машинной формовкой; X5-литье по выплавляемым моделям; X6-литье в оболочковую форму; X7-литье под давлением; X8-литье в металлическую форму-кокиль.

По столбцам указывается качественная оценка перечисленных способов ( например, от П1 до П8), где П1-коэффициент использования металла; П2-коэффициент весовой точности; П3-затраты на получение заготовки в заготовительном производстве; П4-затраты на обработку заготовки в механических цехах; П5-коэффициент заводской себестоимости детали; П6-коэффициент трудоемкости изготовления заготовки; П7-коэффициент обработки заготовки в механических цехах; П8-коэффициент общей трудоемкости изготовления детали.

Описание способов получения заготовок и их показатели приведены ниже (Клавиша “F1”). Пользователь может изменить какой-то параметр матрицы (необходимо нажать клавишу “1”), затем набрать номер строки, столбца и нужный параметр, либо сформировать новую матрицу, для чего при нажатии клавиши “2” необходимо ввести все параметры по строкам. Всего но строкам и столбцам расположено 64 значения.

После этого необходимо ввести значения показателей П1-П8, которые задаются по следующему принципу:

Пj=0,5, если следующий показатель будет Пj+1> Пj;

Пj=1,0, если следующий показатель будет Пj+1= Пj;

Пj=1,5, если следующий показатель будет Пj+1< Пj;

Указывая необходимые значения, можно получать различные оптимальные варианты. Например, требуется определить способ получения заготовки, дающий максимальную экономию материалов при условии учета остальных параметров, значит: П1=П2>П3=П4=П5= П6=П7=П8. Тогда в программу необходимо поставить следующие значения: П1=1; П2=1; П3=1,5; … ;П8=1,5.

Результатом работы программы будет выведен вариант получения заготовки, а напротив – “место”, занимаемое способом получения заготовки по вариантам.

Например: Вариант Место

X3 (описание см. выше) 6

Числовое значение “места”, занимаемого способом получения заготовки по вариантам оценивается численным методом компьютером, а пользователь в зависимости от цели достижения решаемой им задачи проверяет и утверждает полученный результат.