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 шаг t в функции ф (см. рис. 6.4) равен длине радиуса-вектора р = р(ф) (см. рис. 6.6), ши- рина полосы а =р\ ф +90 + 2А2 -А. Рис. 6.6. Годограф плотного расположения конгруэнтных фигур Изменив ориентацию подвижной фигуры относительно неподвижной на 180 °, получают ГФПР, содержащий информацию о параметрах t и а в функции ф и с применительно к двухрядной вырубке с поворотом полосы. Применение ГФПР не целесообразно при вырубке с переворотом полосы. В этом случае подвижная фигура должна быть зеркальной по отношению к неподвижной, при каждом изменении угла ф нужно заново определять форму и размеры годографа, что хвязано с большим объемом вычислений. В более простых и универсальных алгоритмах плотного размещения фигур используют растры фигур [2], которые формируются автоматически. Растр состоит из отрезков, принадлежащих фигуре и пересекающих ее параллельными прямыми, отстоящими одна от другой на одинаковом расстоянии около 1 мм. ЭВМ моделирует касание фигур, совмещая крайние точки их растров. Данный подход пригоден к проектированию любых видов фигурного раскроя; его недостаток - погрешность растрового представления фигур ослабевает по мере роста быстродействия ЭВМ, поскольку можно увеличивать разрешающую способность растра. Перечисленные вьппе алгоритмы плотного размещения фигур позволяет эффективно решать задачи оптимального раскроя материала при вырубке, в том числе задачи группового раскроя, когда из одной заготовки вырубают различные детали. Групповой раскрой может быть двух- или многорядным, в этом случае соблюдается обычная для вырубки периодичность расположения. 6.2. РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ К основньпл процессам разделения исходного материала относят резку сдвигом на ножницах и в штампах; механическую разрезку с отделением частиц материала (стружки) и термическую резку. Разделение сортового проката. Заготовки для горячей объемной штамповки изготавливают обычно резкой круглого (реже, квадратного в сечении) проката на пресс-ножницах, представляющих собой механические и гидравлические прессы, специально предназначенные для разделения материала. Инструмент (ножи) выполняют по форме разрезаемого проката. Например, ножи для круглого проката имеют вид втулок или половинок втулок (рис. 6.7) [4]. t/uf,s i/a/,s 1/0(1,0 Рис. 6.7. Схема резки прутков на ножницах / и J - соответственно длина и диаметр oTj)e3aeMou заготовки В начале процесса резки сдвигом инструмент вдавливается в материал с двух сторон, вызывая пластические деформации; образуются гладкие блестящие участки поверхности среза. Затем происходит хрупкое отделение заготовки с образованием шероховатых участков скола, составляющих преобладающую часть торцов заготовок, отрезанных данным способом. При этом поперечное сечение круг- лых заготовок искажается вблизи торцов. Возможны и другие дефекты - отклонение от перпендикулярности торцов по отношению к оси заготовки (косой срез), волнистость поверхности разделения, образование трещин. Превращение торцов круглого сечения в овальное ограничивается поперечным зазором () между инструментом и прутком Zn=h -Диаметр ножей {d назначают на 0,2 - 1 мм РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ больше максимального диаметра прутка (щах) с учетом допуска. Факпсческий зазор Zn при резке горячекатаного проката достигает нескольких миллиметров, что отрицательно сказьшается на качестве резки. Можно уменьшить зазор Zn в несколько раз за счет ужесточения допусков на диаметр прутков, однако калиброванный прокат значительно дороже горячекатаного и производится в ограниченном сортаменте. Повышению качества резки способствует высокая скорость процесса, а также конструкция инструмента, в которой для предупреждения косого среза предусмотрено отклонение плоскости сдвига от нормали к оси проката, а осевой зазор между ножами выполнен переменным: на оси срезаемого сечения он максимален (до 0,1, а на краях равен нулю [4]. Для предотвращения трещин материал подогревают до 50 ° С (для среднеуглеродистых сталей) и до 500 ° С (для высокоуглеродистых и легированных сталей). Сила резки сдвигом Рр =КоГшиРр OJIKgF, (6.4) где Л==1 + 1,4 при скоростях деформирования соответственно до 0,5 м/с и более 2 м/с; F -площадь среза; Ggp и - сопротивление материала срезу и разрыву. Допуски по длине отрезаемых заготовок диаметром 25 - 40 мм составляют в зависимости от длины 0,8 - 2,5 мм, а при диаметре 150 -200 мм достигают 2,5 - 4,5 мм. В ряде случаев, например при безоблойной штамповке, важно иметь заготовки, точные по объему (массе). Существуют дозирующие устройства, которые измеряют фактический диаметр каждого разрезаемого прутка и смещают упор ножниц так, чтобы отклонение заготовок по диаметру компенсировалось корректировкой их длины. Дозирование может основываться также на взвешивании прутка или первой заготовки, отрезанной от прутка. Резку прутков в штампах также вьшолняют по схемам, показанным на рис. 6.7. Диаметр заготовок выбирают до 60 мм; эти заготовки предназначены для холодной объемной штамповки, высадки, гибки; допуски по длине составляют 0,6 - 1,6 мм. Повышенное качество резки обеспечивается использованием зажима с усилием Сз> превосходящим силу резки. В штампах с дифференцированным зажимом отношение QJPp постоянно в процессе разделения материала. После хрупкого скола усилие Рр падает до нуля, заготовка перемещается относительно прутка, не будучи зажатой, что исключает задиры и пригары на поверхности разделения. При использовании штампов. снабженных устройством осевого сжатия прутка удельным усилием, равным (2 -ь 5)gj, процесс отделения заготовки имеет пластический характер, хрупкое разрушение материала исключается, торщл заготовок практически лишены дефектов, минимальная длина заготовок составляет 0,2 [4]. В качестве разделительных применяют следующие процессы обработки давлением: рубку - вдавливание клинового инструмента и ломку - разрушение изгибом, кручением, вибрацией прутков, ослабленных в месте разделения канавкой. Фасонные профили с относительно простой формой сечения (уголки, швеллеры и др.) разрезают на ножницах и в штампах по схемам, которые принципиально не отличаются от схем рис. 6.7. Профили сложной формы, в том числе пустотелые, разрезают механическими способами. Механическую разрезку круглого и квадратного проката на заготовки для последующей штамповки применяют в тех случаях, когда резка сдвигом не обеспечивает требуемое качество поверхности разделения материала либо отсутствуют пресс-ножницы достаточной мощности. Основное оборудование - отрезные станки: круглопильные, ленточно-пильные, ножовочные, абразивные. Дисковые пилы диаметром 300 - 2000 мм, толщиной 2-15 мм разрезают стальной прокат со скоростью 20 - 80 cmVmhh. Еще большую производительность обеспечивают ленточные пилы, ширина пропила Aq у них меньше в 2 - 3 раза. Ножовочные отрезные станки малопроизводительны, их применяют в мелкосерийном и единичном производстве. Отрезные станки с абразивным инструментом (с дисками на бакелитовой и вулкани-ковой основе) служат преимущественно для разрезки мелкосортового проката из труднообрабатываемых сплавов. Предельный диаметр прутков равен 200 мм, Aq = 4 + 5 мм, производительность разрезки углеродистых и конструкционных сталей составляет 240 см/мцн, быстрорежущих 120 cmVmhh, коррозионно-стойких 30 см/мин. Абразивная резка экономична ввиду низкой стоимости инструмента и высокой производительности, однако оца загрязняет окружающую среду и ухудшает условия труда (повышается запыленность и загазованность, увеличивается шум). Для разделения проката из жаропрочных и других труднообрабатываемых сплавов разработаны особые процессы. Механическое воздействие на материал сопровождается его локальным нагревом и расплавлением. При резке фрикционными пилами - тонкими стальными дисками - производительность достигает 500 см/мин. Резка электромеханической пилой отличается от предыдущего спо- соба тем, что нагрев и расплавлелие металла обеспечиваются не только трением, но и электрической дугой между инструментом и материалом. За счет этого повышается производительность резки. Анодно-механическая и электроэрозионная резка основаны на разрушении материала электрическими разрядами в зоне искрового промежутка между материалом и стальным диском или лентой. Производительность в этом случае составляет около 30 cmVmhh. Эти виды резки менее опасны и экологически вредны, чем названные выше способы, связанные с расплавлением металла. Разделеш1е труб. Наряду с отрезными пилами применяют фрезерно-отрезные и то-карно-отрезные станки. В отличие от пил фрезы и резцы не пересекают все разрезаемое сечение материала, их рабочий ход равен толщине стенки трубы S. Трубоотрезные станки устроены по одному из двух принципов: инструментальная головка вращается вокруг неподвижной трубы; труба вращается относительно неподвижного суппорта. Вращение трубе сообщают полый шпиндель либо наружные ролики; в последнем случае возможна фронтальная загрузка труб. В качестве инструмента трубоотрезных станков применяют также ролики, клиновидные в сечении, они внедряются в стенку трубы, вызывая ее пластическое деформирование. Тонкостенные трубы необходимо поддерживать изнутри оправкой или внутренним ножом. Отрезка трубных заготовок роликами вызывает повышенные внутренние заусенцы, а при больших отношениях толщины к диаметру (s/d) также и наружные наплывы. Заусенцы удаляют электрохимической обработкой, иг-лофрезерованием, резцами, абразивным инструментом. Игло4)резы - металлические щетки имеют предельную частоту вращения при небольшом контактном давлении, токарные автоматы обрабатывают трубные заготовки диаметром 8-45 мм, длиной 100 - 200 мм с двух сторон одновременно (до 4200 шт/ч). В крупносерийном и массовом производстве применяют резку труб в штампах. Круглую трубу зажимают двумя парами полувтулок, между ними остается незажатый участок трубы, который удаляют клиновидным пуансоном (рис. 6.8). Аналогично разрезают трубы прямоугольного сечения. Для уменьшения искажения поперечного сечения трубы ее предварительно надрезают в местах внедрения пуансона. Применяют также безотходную отрезку заготовок диаметром 50 - 130 мм в штампах с втулочными и дополнительными внутренними ножами. Однако в эксплуатации такие штампы неудобны. Рнс. 6.8. Разрезка трубы заостренным пуансоном Разделение листового проката Различные типы ножниц для резки листового материала показаны на рис. 6.9 [8]. Наиболее распространены гильотинные ножницы, у которых верхний нож наклонен относительно нижнего на угол ф= 2 -ь 6 °. Они служат для разрезки листов на полосы и полос на штучные заготовки. Материал подают до упора, допуски на ширину отрезаемых полос составляют от одного до нескольких миллиметров в зависимости от толщины материала s и ширины полосы. Ножницы с ЧПУ перемещают материал по заданной программе, возможны повороты листа на 90 °. Дисковые ножницы применяют для отрезки полос и вырезки заготовок по криволинейному контуру по разметке и с помощью приспособлений, повышающих точность резки. Рулонный материал разрезают на ленточные заготовки с помощью многодисковых ножниц. Они работают в составе комплекса, включающего устройства для разматывания рулона и сматывания лент, а также ножницы для поперечного разделения материала. Продольное перемещение материала обеспечивают приводом дисковых ножей либо предусматривают отдельную валковую подачу тянущего |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |