Главная Кузнечно-штамповочное производство (КШП) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 [ 83 ] 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 5.1. Рекомендуемые режимы пггамповки трубчать1х заготовок из различных материалов с зональным нагревом
Точное решение термодинамической задачи о распределении температуры в процессе штамповки до настоящего времени отсутствует. Приближенное решение задачи [1] можно найти в результате численного интегрирования уравнения, полученного при использовании двух уравнений равновесия для тонкостенной безмоментной оболочки, энергетического условия пластичности для изотропного материала, уравнения связи напряжений и приращений деформаций и условия постоянства объема: s
lERcJD F Sin a от I °e где g.Gq - меридиональное и окружное напряжения; - напряжение текучести; S, R - текущие значения соответственно толщины стенки и радиуса получаемой детали, связанные с толщиной и радиусом R заготовки условием равенства объемов заготовки и детали в очаге деформации; У(-в--от) 0 = 2ств-сг +-Е(2с-а9); 3 Ъ dR. 3 dS, - е---3. +--3 R R dR dR Здесь и Zq - меридиональная и окружная логарифмические деформации; а - угол между касательной к оболочке и ее осью симметрии. Граничные условия: при R = Rr, crj.=aJJ, где Rf g - радиус контура детали и напряжение текучести на этом контуре. По рассчитанному распределению напряжения текучести g и известной зависимости Gs от температуры с учетом деформационного и скоростного упрочнения определяется требуемый закон нагрева в любой момент деформирования (в том числе и окончательный). В связи с техническими трудностями заданное поле температур по очаху деформации в каждый момент деформирования может быть создано лишь приближенно регулированием температуры нагрева инструмента, скорости деформирования и интенсивности охлаждения, поэтому режимы штамповки уточняются опытным путем. При указанных в табл. 5.1 режимах при деформировании трубчатых заготовок с толщиной стенки 1-2 мм из алюминиевых и магниевых сплавов устанавливается перепад температур по очагу 100 - 150 ° С, из сплавов титана 200 - 300 ° С (без специального охладителя). 200 400 г,°с о а) т 600 t,c б) Рис. 5.2. Зависимость вре ого сопротивления от температуры исШГгання: а - алюминиевые и магниевый сплавы; б - стали и титановые сплавы; 1 - Д16Т; 2 - АМгЗМ; 3 - МА2; 4 - 10Х15НД2Т; 5 - ОТ4; 6 - сталь 45; 7- 12Х18Н10Т 200 т т,°с о 200 т г°с Этаж/So ° V
100 300 500 Т,°С в 200 Ш Г,°С В) г) о 200 mrt д) Рнс. 5.3. Зшнснмопъ коэффициентов формонзменення от мяксямальвой температуры а при обжиме: 1 - 0Т4; 2 - АМгЗМ; 3 - Д16М; 4 - Д16; б - при раздаче: 1 - Д16Т; 2 - ОТ4; 3 - АМгЗМ; 4 - ЗОХГСА; 5 - АМгМ; в - при осадке: 1 - Д16Т; 2 - 0Т4; г - при штамповке фланцев: 1 - Д16Т; 2 - ОТ4; д - при вывороте (АМгбМ); Ао - отношение минимального к исходному диаметру. детали, полученной обжимом; Аф, iTs, Кр - отношение максимального диаметра к исходному диаметру детали, полученной соответственно фланцовкой, выворотом наружу и раздачей; .Ущах- - максимальная толщина стенки детали, полученной осадкой Для получения максимальной степени формоизменения следует выбирать диапазон температур с наиболее интенсивным изменением прочностных свойств (рис. 5.2). В зависимости от выбранного температурного диапазона, определяемого, в основном, температурой нагрева инструмента, мохуг быть получены различные степени формоизменения (рис. 5.3). Приведенные данные получены при деформировании трубчатых заготовок с отношением толщины стенки к диаметру, равным 0,01 - 0,04. Основными операциями технологического процесса штамповки трубчатых заготовок с зональным нагревом являются: проверка марки и размеров заготовки; отрезка и удаление заусенцев; смазывание (в качестве смазки используют коллоидально-графитовые препараты, дисульфид молибдена); сушка смазки; штамповка; удаление смазки; контроль. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ершов В. И., Чумадин А. С. Математическое моделирование процессов осесим-метричного деформирования листовой штамповки: Учеб. пособие. М.: МФТИ, 1988. 47 с. 2. Ковка и штамповка: Справочник. В 4 т. / Под ред. Е. И. Семенова. Т. 4. Листовая штамповка. М.: Машиностроение, 1985 - 1987. 544 с. 3. Совершенствование формоизменяющих операций листовой штамповки / В.И. Ершов, В. И. Глазков, М. Ф. Каширин. М.: Машиностроение, 1990. 312 с. Глава 6 РАСКРОЙ И РАЗДЕЛЕНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА В штамповочных и механообрабатываю-щих цехах в качестве исходного материала применяют сортовой и листовой прокат, прессованные профили, трубы. Материал разрезают на штучные заготовки, полосы, прутки и др. При назначении размеров заготовок учитывают размеры (объем) изготавливаемых деталей или полуфабрикатов, возможность удобной и безопасной манипуляции заготовками при последующей обработке. К разделительным процессам предъявляют требования по повышенной производительности, рациональному раскрою (минилсум отходов при разрезке материала) и экологической и производственной безопасности. 6.1. ОПТИМИЗАЦИЯ РАСКРОЯ Алгоритмы проектирования оптимального раскроя в основе своей инвариантны по отношению к технологии разделения материала. Специфику конкретных процессов резки учитывают, вводя в алгоритм соответствующие технические ограничения, которые приходится обновлять по мере совершенствования технологического оборудования; в частности, числовое программное управление (ЧПУ) все более расширяет возможности манипулирования материалом. Проектирование оптимального раскроя промышленных материалов как научное направление получило начальное развитие в трудах Л. В. Канторовича [3]. Они способствовали созданию теории и методов линейного программирования, которые наряду с методами динамического программирования широко применяют для решения задач раскроя. Раскрой одномерного материала. Прутки, трубы, штанги профилей называют одномерным материапом, поскольку их раскраивают по одному размеру - длине. Такой вид раскроя называют линейным. Нередко возникает проблема, связанная с концевыми отходами, когда материал нужно разрезать на сравнительно длинные заготовки, например, для последующей гибки, высадки, объемной штамповки в положении - плашмя. Цель оптимизации раскроя одномерных материапов заключается в минимизации концевых отходов или, что то же самое, в изготовлении заказанных заготовок из наименьшего количества прутков, труб и т.п. В исходные данные проектирования раскроя одномерного материапа (в дагп>нейшем для краткости - прутков) включают длины и потребные количества /?/ заготовок некоторого перечня / = 1,л, а также длину прутков L. Учитывают припуск на разрезку Aq, составляющий обычно 3-8 мм [1]; при резке в штампах и на пресс-ножницах Ао=0. Подбирают комбинации заготовок различной длины; суммарная длина заготовок, образующих комбинацию, вместе с припусками на разрезку должна приближаться к длине прутка. В одну комбинацию включают заго- товки двух-трех различных длин, применение более сложных комбинаций оправдано в тех случаях, когда серийность производства минимальна или когда относительно простые комбинации оказываются неэкономичными. Минимальное количество прутков, достаточное для изготовления заказанных заготовок, где - число прутков, разрезаемых на k-Q комбинации заготовок; т - число различных комбинаций. Значения Xj, подлежащие определению, связаны между собой линейными уравнениями ограничений, которые отражают потребности в заготовках различной длины. В такой постановке задачу решают одним из методов линейного программирования с помощью программ, имеющихся в прикладном программном обеспечении ЭВМ любого класса. Точным можно считать такое решение, когда рассматриваются все возможные варианты. Поясним это на примере. Пусть требуется получить 160 заготовок длиной 340 мм и 100 заготовок длиной 235 мм. Длина прутков L=2000 мм, припуск на разрезку Ао=0. Возможные варианты разрезки прутка:
Уравнения ограничений: 2 +23 +34 +43 +6 ~ 8Xj + 72 + + 44 + 2хс +х.= 100. Решение задачи получаем одним из методов линейного программирования: Х2 = 10, = 30, остальные неизвестные равны нулю. Расширение перечня заготовок в исходных данных задачи приводит к резкому увеличению ее размерности, что исключает возможность рассмотрения всех возможных вариантов. Тогда решают задачу на ограниченном множестве комбинаций заготовок, делают это неоднократно, частично обновляя множество на каждом шаге [5]. К решению задачи раскроя, реализуемого в условиях массового или крупносерийного производств, не предъявляют требование цело-численности. В единичном или мелкосерийном производстве заготовки получают комплектно на одно или несколько изделий, значе- ния составляют именно такой комплект, завышать их нельзя. Поэтому задача оптимизации раскроя формулируется как целочисленная и решается с применением соответствующих методов [6]. Неплохо зарекомендовали себя в этой ситуации эвристические алгоритмы, сущность которых сводится к перебору большого числа вариантов с использованием приоритетов, отражающих практический опыт. Изложенная постановка задачи оптимизации линейного раскроя наиболее проста и не учитывает некоторые особенности заготовительного производства. В частности, материал определенного сортамента может быть представлен в некотором диапазоне длин с фиксированным или случайным распределением значений L [1]. Запасы материала той или иной фиксированной длины могут ограничиваться в рамках решения задач оперативного планирования раскройных работ. Раскрой листов на прямоугольные заготовки. Его реализуют на гильотинных пожни- |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |