Учебник - Технология и автоматизация листовой штамповки (1246233), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Из формулы (3.27) следует, что при у з (1/3)Е о„= уЕ/(2о,), т.е. части заготовки, находящиеся на указанном расстоянии от опоры, Рие. ЗЛК Схема гибки рр-обзатньп деталей о оодчехаихой: а — с одним; Б — е двуми учаетаиаи спрамда- и) б/ испытывают только упругие деформации, а пластические деформации возникают в частях заготовки от середины (точки приложения поперечной силы) до //3. Таким образом, полная протяженность зоны пластической деформации (по обе стороны от точки приложения поперечной силы) будет равна Š— (2/3)Е = (1/3)А, а длина зоны пластических деформаций по одну сторону от поперечной силы будет равна Е/б. Из сказанного следует, что при гибхе поперечной силой пластический изгиб происходит не тольхо в зоне контакта пуансона с заготовкой, но и во внеконтахтной зоне, которую условимся называть зояой свободного изгиба.
В этой зоне радиус срединной поверхности заготовки плавно увеличивается от радиуса и, + э/2 (где г,— радиус округления рабочего торца пуансона) до рэдиуса, соответсгвующего началу появления пластических деформаций в поверхностных слоях заготовки. Протяженность зоны свободного изгиба зависит от расстояния между опорами при гибке т/-образных деталей поперечной силой, а выпрямление зон свободного изгиба (правка полок), во-первых, приводит к резкому увеличению усилия деформнрования, а вовторых. существенно сказывается на величине угла пружинения. На рис. 3.12 схематично показаны возможные формы заготовки при гибхе чР-образных деталей к моменту начала правки полок (подчеканки). Иэ схемы видно, что спрямление полок в зоне внековтахтной пластической деформации изменяет знак изгибающего момента.
Внутренние слои, сжатые в процессе гибки, начнут испытывать растяжение при правке полок, а в наружных слоях вместо растяжения возникает сжатие. В этом случае при разгрузке полки будуг пружинить с уменьшением угла между ними. Пружинение же угловой части заготовки, контактирующей с торцем пуансона, при разгрузке по- прежнему будет увеличивать угол между полками. Таким образом, при гибке с подчеканкой Ъ'-образных деталей в штампах общий угол пружинения может быть выражен разностью между углом пружинения контактной (угловой) части и углом пружинения полок: (3,28) ах а = Ьаиа — хха,„„т,„. Рис.
3.13. Зезнсвмость угла пруивненвл Ьа от огласительного усилил подчекзвкв: 1 — сталь 1О; 2 — сгель45: 3 — стель 20: 4 — стель 25; 5 — стель 35; 6 — сталь У9; Р— воинов усилие гибки; Р, — усилие без подчекзнки в б 4 г убо б Ео — Пзасоз -' 2 У г =— Зо асов —" + ба з(п —" 2 тс 2 тс (3.29) Чем больше деформации спря- мления (а они увеличиваются с г увеличением усилия подчеканки), 50 тем больше углы пружинения -1 1 полок. Однахо это увеличение Убе может быть лишь до полного -2 спрямления полок.
Исследование влияния геомет-б рических параметров пуансона и величины усилия подчеканки было 5 10 20 50 40 50 б0 70 Р/Рг выполнено Б.В. Рябининым. Некоторые данные нз его исследования приведены иа рис. 3.13. Из приведенных данных видно, что уменьшение угла пружинения наблюдаетсл лишь до определенного увеличения усилия подчеканкн (далее идет сжатие уже плоских полок), а кроме этого, конечный угол пружинения зависит от отношения г1з, где г — радиус округления торца пуансона.
Ранее было показано, что при гибке моментом с уменьшением г13 угол пружинения уменьшается. Этим объясняется то, что общий угол пружинения уменьшается с уменьшением радиуса округления торца пуансона и, как видно из рис. 3.13, при определенных условиях угол пружинения может быть равен нулю (Ь а, = Л а,„). И.А. Норицыным и ЮГ.
Калпиньум было получено аналитическое решение задачи по определеншо углов пружинения при гибке Ъ'-образных деталей с подчеканкой, учитывающее г(ружинение полок, и, в частности, получена формула позволяющая определить значение г, при котором общий угол пружннения близок к нулю: Рис.
3.14. Стене гибки П-обрззнмк деталей Рис. ЗЛ5. Деталь с ребром зкесгкости При выводе этой формулы кривая упрочнения аппроксимнровалась линейной зависимостью, Внеконтактные участки изгиба оказывают влияние на величину угла пружннения и при гибке П-образных детален. В этом случае на величину угла пружннения влияет зазор между пуансоном и матрнцей и подчеканка средней части заготовки. На рнс. 3.14 схематично показана форма заготовки в промежуточной фазе деформировання. Из схемы видно, что уменьшение зазора 2 приводит к спрямлению полок при протягнвании их через матрицу. Таким образом, внеконтактные участки изгиба полок получают деформацию с увеличением радиуса кривизны, что обусловливает возникновение Ь а„,„,„обратного знака. Значит, с уменьшением зазора (соответственно при более полном спрямленин палок) общий угол пружннення уменьшается.
Аналогично влияет па общий угол пружннения и правка средней части заготовки. Заметим, что для получения угла пружинения, близкого к нулю (полки параллельны), иногда при правке прибегают к искусственному увеличению обратного изгиба средней части, предусматривая поднутрение в пуансоне н выпуклость в донной части матрицы нли на торце выталкивателя. Приведенные сведения о характере влияния основных факторов на угол пружинения дают представление о некоторых способах воздействия на эти углы для обеспечения заданной точности деталей, Однако невозможность точного определения углов пружинения зачастую требует экспериментальной отладки процесса гибки с корректировкой размеров инструмента дпя обеспечения заданной точности деталей.
В связи с этим в ряде случаев становится рациональной корректировка конструкции детали. В частности, весьма эффективной может быть штамповка детали с ребром жесткости (рис. 3.15), которое препятствует изменению угла между полками, получаемого в процессе штамповки. Среди вопросов, которые приходится решать при проектировании технологического процесса, использующего операцию гибки, имеются и такие, ках определение размеров заготовки по чертежу детали, определение мннямально допустимых радиусов округления инструмента, не вызывающих еще разрушения заготовки или недопустимого изменения раэмезов деталей, и определение усилия деформирования.
Прыстика показывает, что расчет размеров заготовки из условия неизменности длины ее срединной поверхности (длина развертки детали по средней линии равна длине заготовки) не всегда обеспечивает получение заданной точности линейных размеров штампуемой детали. Погрешность эта обычно связана с тем, что, ках показано вьпце, нейтральная поверхность смещается в процессе изгиба от срединной поверхности к внутренней, благодаря чему срединная поверхнос!ь оказывается в зоне растяжения и удлиняется. При этом толщина заготовки в месте изгиба несколько уменьшается.
С приемлемой точностью длину заготовки можно определить иэ уравнения и и ! 2., = 2 а,. +,) р,ла„ ! 1 (3.30) з! Ь.! = 4(2г + з)' (3.31) Из формулы, в соответствии с результатами прахтики, следует, что максимальное уменьшение толщины (при г = О) составляет при- где а, — длина прямолинейных участков штампуемой детали; р и а,— соответственно радиусы нейтральной поверхности, опредсляемые по формуле (3.5), н углы (в радианах) между нормалями к срединной поверхности, проведенными от границ криволинейного участка для угловых участков штвмпуемой детали. Смещение нейтральной поверхности напряжений по мере увеличения кривизны, особенно при изгибе усилием, когда на внутреннюю (или наружную) поверхность заготовки действуют сжимающие нормальные контактные напряжения, может приводить к изменению толщины заготовки.
При гибхе моментом, а также при гибке поперечной силой наблюдается уменыпепие толщины заготовки, существенно зависящее от относительного радиуса кривизны внутренней поверхности. С приемлемой для практики точностью конечное значение толщины заготовки после изгиба может быть определено из Формулы мерно к/4, а при г э 5к толщина при гибке остается практически неизменной. При гнбке наружный слой заготовки растягивается, деформируясь в условиях нли линейного растяжения (гнбка полосы на ребро) или двухосяого растяжения (гибка широкой полосы). Для каждого металла при данной схеме напряженного состояния имеется своя допустимая величина деформации, вьппе которой начинается разрушение. Известно, что чем большее влияние на процесс деформирования оказывают растягивающие напряжения, тем меньше допустимая величина деформации.
Следовательно, при изгибе можно ожидать, что разрушение начнется на наружной поверхности заготовки, где растягивающие напряжения максимальны, так же ках и де4юрмацни растяжения. Деформация ем вознихающая в наружном слое, определяется радиусами кривизны средюшой или же внутренней поверхностей заготовки. йслн принять, что поворот сечений происходит относительно срединной поверхности заготовки, то величина е, приближенно может быть определена из соотношения (~ ) — ( ~/2) а (г и з/2)а (3.32) (3.33) У пластичных металлов разрушению предшествует этап локальной деформации (деформация в шейке при растяжении). Однако при гибке зарождению шейки в наружном слое препятствуют слои, расположенные на удалении от наружного слоя, получившие меньшие деформация и оказывающие сдерживающее влияние на лохализацню деформаций в наружном слое, так как при меньших деформациях реализуется только равномерное удлинение. Отсюда следует, что в первом приближении в качестве деформации, соответствующей началу разрушения, можно прюппь величину не равномерной, а полной деформации до разрыва при испытании на линейное растяжение.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
