7 . |
—Т число отобранных матриц. |
|
8. Рj — массив целого типа |
(правила образования см. |
на с. 320, и. 6). |
длин |
поясков |
будем искать в |
Расчетные значения |
виде: |
|
|
|
|
н к = ІІ |
2 X аш X i Y i z i |
+ . Н І |
(ѴІІ-36) |
1 = 0 |
/ = О 1 = 0 |
|
|
|
где ctijk — коэффициенты суммы, определяемые из усло вия:
|
П |
|
|
S = |
V [ Hk — HkY |
>min. |
|
|
k=\ |
|
|
|
Здесь H\ — размеры поясков соответствующих эле |
ментов профиля, снятые с рабочих чертежей. |
|
Значения t u t2, |
t3 определяются |
из условия S < e . |
Расчеты показывают, что для е=1% |
число членов сум |
мы (ѴІІ-36) не превышает 10. |
|
Хк, Yk, Zk — параметры формул для расчета поясков: |
Х к -= vk, Y k = |
, z A= Фк'к, |
(ѴІІ-37) |
|
*4) |
|
|
где |
vk — скорость |
истечения /г-того элемента; |
|
Tk— толщина k-ioro элемента; |
|
R0— радиус контейнера; X— вытяжка;
Ф/j— площадь /г-того элемента.
Следует заметить, что выбор параметров (ѴІІ-37), а также увеличение их числа в значительной мере субъек тивны. Однако признание главными факторами, от кото рых зависит длина пояска элемента профиля, скорости истечения, толщины и площади элемента представляется неоспоримым, использование же зависимостей, отличных от (ѴІІ-37), для вычисления параметров X, Y, Z вполне возможно. Приемлемая точность вычислений размеров поясков Hk обеспечивается автоматическим выбором чи сла членов суммы (ѴІІ-36) в зависимости от заданной точности е.
Помимо ответственных моментов, связанных с отбо ром матриц для обработки и выбором вида зависимости Hk= Hk[Xa], задача элементарна. Коэффициенты aiih
находят методом наименьших квадратов с последующей
оценкой дисперсии S < e и увеличением числа членов суммы в случае необходимости.
Ч а с т ь т р е т ь я . О п т и м а л ь н ы е п а р а м е т р ы
По этой программе определяют расположение кана ла на матрице, обеспечивающее наиболее равномерное истечение, и рассчитывают пояски для дополнительного выравнивания скоростей истечения элементов профиля.
В качестве исходной информации программа исполь зует:
1. R0, Н° ■— радиус контейнера и минимальный раз мер пояска для данного профиля.
2. G — габарит, в который необходимо вписать про филь. Например, если диаметр контейнера 120 мм, а вы-
95
ходной размер 95 мм, то С = - ^ - .
3.Mi, Aj, Bk, где Mi, Aj — коэффициенты формулы для вычисления скоростей, а Bk образуется из —коэффи циентов формулы для расчета поясков.
4.Xk, Yh — координаты центра тяжести элемента профиля (исходное его расположение произвольно и вы бирается из удобства подготовки информации).
5. Xf, YG— координаты угловых точек профиля (см.
рис. 92), используемые для контроля расположения про филя, т. е. для выполнения условия
Y U* )2 + (Y i f < GR° .
6.Геометрические характеристики элементов про
филя.
7.п — число элементов профиля.
8.Т — число угловых элементов профиля. Последовательно исследуя различные варианты рас
положения профиля с использованием случайных и де терминированных методов поиска экстремума, находят такое расположение, которое обеспечивает минимум квадратичной формы:
Sv= t (1 -vkf,
i = i
— ѴЬ ,
где vk = -------- относительная скорость истечения «-того
1>ср
элемента профиля.
Таким образом, расположение профиля, рассчитывае мое программой, отвечает наибольшей равномерности истечения его отдельных частей. Далее, для выбранного расположения рассчитывают пояски, обеспечивающие дополнительное выравнивание.
В качестве примера приведем результаты использова ния программ для обработки экспериментальных данных
а, а
Рис. 93. Результаты проверки формулы (V II-35):
— экспериментальные данные; ---------------------- |
— расчетные ранные; а=12,8; |
6=14,2 (вверху схематически показаны элементы экспериментальных матриц)
по скоростям истечения сплава Д16 при температуре 400°С.
В соответствии со схемой на рис. 89 был осуществлен необходимый перечень работ в указанной последователь ности. Для определения коэффициентов Мь Aj зависи мости (ѴІІ-35) была обработана экспериментальная се рия (матрицы рис. 72, 77 и 81). Полученные данные про верены для экспериментальной серии (рис. 93). Прове денная проверка показывает, что зависимость (ѴІІ-35) хорошо приближает экспериментальные данные. Для за данного зависимостью (ѴІІ-35) закона изменения скоро сти истечения элементов профиля были найдены ащ, оп ределяющие зависимость (VI1-36) для вычисления длин поясков. На этом подготовку к расчетам собственно па раметров матриц, оптимальных в смысле наибольшей равномерности истечения, можно считать законченной.
Для заданных условий прессования был рассчитан ряд матриц. Примеры конструкций, полученных с исполь зованием программы, представлены на рис. 94. По этим чертежам были изготовлены опытные матрицы. Размеры поясков были тщательно проверены и доведены до соот ветствия с расчетными значениями. Прессование профи лей из сплава Д16 дало удовлетворительные результаты.
Развитие методики конструирования прессовых матриц
Разработанная методика конструирования прессовых матриц может быть использована для прессования пане лей из плоского и круглого контейнеров.
Распределение скоростей истечения при прессовании из плоского контейнера исследовали в заводских услови ях на специально изготовленной матрице, состоящей из корпуса 1 и набора вставок 2 (рис. 95)*. Вставки имеют по два отверстия с различными размерами. При установ ке вставок в матрицу панель получается разделенной пе ремычками на ряд элементов. Ширина перемычек была выбрана минимальной из условий прочности вставок. Такая матрица позволяет моделировать прессование па нелей различных видов, т. е. является универсальной. Каналы матрицы не имеют рабочих поясков. Кроме того, конструкция матрицы позволяет смещать панель по от ношению к оси контейнера.
Первая серия экспериментов была проведена на прес се усилием 50 МН (5000 тс) из плоского контейнера раз мером 170X570X1200 мм. Температура слитков колеба лась в пределах от 430 до 450° С, скорость истечения не превышала 1,5 м/мин.
Были отпрессованы слитки из сплавов АД31 и 1561, поперечное сечение которых составляло 162X562 мм. При этом использовали наборы вставок, которые позво лили смоделировать прессование панелей с толщиной по лотна 10 мм и размерами прямоугольного стрингера 4X20 мм. Расстояние между стрингерами было 30 мм. Кроме того, использовали наборы вставок для прессова ния панелей с Т-образными стрингерами, толщина кото рых была равна 4 мм (см. рис. 95).
* Экспериментальные иследования были выполнены Э. А. Стадниковым.
Элементы панели, отпрессованные из сплава 1561, бы ли ровными п их измеряли непосредственно на столе пресса, а элементы, отпрессованные из сплава АД31, пе ред измерением подвергали правке растяжением.
По результатам измерения длин элементов панелей были вычислены величины средних скоростей истечения
Номер элем емт а
Рис. 96. Распределение скоростей истечения при прессовании панели, состоящей из отдельных элементов:
и — сплав АД31, вставки |
№ |
2 (рис. |
95,//), |
б — сплав |
АД31, вставка |
№ 4 |
(рис. 9 5 ,///); |
в — сплав |
1561, |
вставка |
№ 2 (рис. 95, ///); 1 — отношение |
скоро |
сти элементов |
полотна |
к |
средней скорости |
полотна; |
2 — отношение скорости |
элементов полотна к средней скорости панели; 3 — отношение скоростей отдель ных ребер к средней скорости всех ребер; 4 — отношение скоростей ребер к средней скорости панели
отдельно полотна и стрингеров и средняя скорость истечения панели как единого сплошного профиля.
На рис. 96 представлены графики относительных ско ростей истечения элементов панели. Каждые два элемен та в одной вставке соответственно полотна и стрингера (ребра) замаркированы номерами от 1 до 7 по числу вставок, если считать слева направо против движения изделия в процессе прессования.
Номерs элемент а
Рис 97. Распределение скоростей при прессовании панели, состоящей из от дельных элементов (см. рис. 96):
а |
— вставки |
№ |
3 |
(рис. |
9 5 ,///); |
б |
— вставки |
№ |
3 |
при |
смещении |
панели; |
в |
—'Вставки |
№ |
4 |
(рис. |
9 5 ,///); |
г |
— вставки |
№ .4 |
при |
смещении |
панели; |
д — вставки |
№ |
5 |
(рис. |
9 5 ,///); |
е — вставки |
№ |
5 |
при |
смещении |
панели; |
ж |
— вставки N° 2 (рис. 95, //) |
|
|
|
|
|
|
|
Во второй серии экспериментов использовали плос кие слитки из сплава Д16, температура которых нахо дилась в пределах от 450—460° С, а скорость истечения не превышала 0,5 м/мин.
Измерение температуры стенок контейнера показало, что величина ее на середине плоских поверхностей, т. е. в средней его части, составляет 430—440° С, а на закруг ленных участках, т. е. на периферии, она превышает 390° С. Таким образом, перепад температур стенок кон тейнера от его центральной части к периферии состав ляет 50 град, что определяется конструкцией нагрева
тельных элементов. |
10 мм |
Прессовали |
панели с толщиной полотна 4 и |
и различными |
размерами Т-образных ребер |
(см. |
рис. 95). Было исследовано также влияние смещения панели на распределениие скоростей.
Результаты экспериментальных исследований пред ставлены на рис. 97. Как и в первой серии опытов, об наружилась значительная неравномерность скорости ис течения элементов панелей по ширине контейнера. При этом степень неравномерности изменяется в зависимости от соотношения размеров элементов панели и величины смещения.
Однако следует отметить, что практически во всех случаях элементы полотна ребер, расположенные в цент ральной части контейнера, имели большую скорость ис течения по отношению к периферийно расположенным элементам, причем в ряде случаев скорость истечения центральных элементов была больше скорости истече ния периферийных почти в два раза.
Специальная матрица со вставками была сконструи рована и для прессования панелей в виде ребристой тру бы с иглой из круглого контейнера. В этом случае из ус ловия симметрии было нецелесообразно делить полотно на элементы, стрингеры же были отделены от полотна перемычками.
Разработанная программа конструирования матриц для прессования профилей из круглого контейнера после некоторой модификации может быть использована и в расчетах матриц для прессования из плоского контей нера, к которому можно привести и вариант прессования панели в виде ребристой трубы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.А л ь т м а н М. Б. Плавка и литье легких сплавов. М., «Метал лургия», 1969. 416 с. с ил.
2. К о л о б н е в И. Ф. Термическая обработка алюминиевых спла вов. М., «Металлургия», 1969. 394 с. с ил.
3.Плавка и литье алюминиевых сплавов. Справочное руководства М., «Металлургия», 1970. 416 с. с ил.
4.Е р м а н о к М . 3., Ф е й г и н'В. И. Производство профилей из алю
5. |
миниевых сплавов. М., «Металлургия», |
1972. 272 с. с ил. |
П е р л и н |
И. Л. |
Теория прессования |
металлов. М., «Металлур |
6. |
гия», 1964. 344 с. с ил. |
|
Ж о л о б о в В. В., З в е р е в Г. И. Прессование металлов. М., |
7. |
«Металлургия», 1971. 455 с. с ил. |
|
П е р л и н |
И. Л., |
Г л е б о в Ю. П. — В кн.: Технология прессова |
8. |
ния и оборудование. М., Изд. ВИЛС, 1967, с. 3—12. |
П е р л и н |
И. Л . — В кн.: Материалы IV научно-технического со |
|
вещания по вопросам прессования металлов. М., «Цветметинфор- |
|
мация», 1970, с. 3—17. |
|
9.С е д о в Л. И. Механика сплошных сред. Т. 1 и II. М., «Наука», 1970. 492 с. с ил.
10.К о ч и и Н. Е. Векторное исчисление и начала тензорного ис
11. |
числения. М., «Наука», 1965. 426 с. с ил. |
1971. 939 с. |
Л у р ь е А. И. Теория упругости. М., «Металлургия», |
12. |
с ил. |
Л. М. Теория |
ползучести. М., «Наука», |
1965. 456 с, |
К а ч а н о в |
13. |
с ил. |
П о л у х и н |
П. И. — «Изв. вуз. Черные металлы», |
Г у н Г. Я., |
14. |
1971, № 9, с. 63—69. |
Л. |
Напряжения, деформации, |
разрушение. |
К о л м о г о р о в В. |
15. |
М., «Металлургия», 1970. 229 с. с ил. |
|
|
Г н е д е н к о |
Б. В. Математические методы в теории надежности. |
|
М., «Наука», |
1965. 524 с. с ил. |
Проблемы |
деформации металлов |
16. Б о г а т о в |
А. |
А. — В |
кн.: |
17. |
(УНИИЧМ). Т. 6. М„ «Металлургия», 1967, с. 5—9. |
вуз. Черная |
К о л м о г о р о в |
В. |
Л., |
Б о г а т о в А. |
А. — «Изв. |
|
металлургия», |
1966, |
№ |
10, |
с. 72—79. |
|
|
18.Г у н Г. Я., П о л у х и н П. И. — «Изв. вуз. Черная металлургия», 1971, № 5, с. 61—65.
19.Пластическое формоизменение металлов. М., «Металлургия», 1968. 416 с. с ил. Авт. Г. Я. Г у н, П. И. П о л у х и н, В. П. П о л у х и и, Б. А. П р у д к о в с к и й .
