Учет условий эксплуатации инструмента при проектировании

 

При производстве профилей и поковок весьма важно, чтобы их размеры после первой же стадии изготовления были близки или совпадали с конечными размерами, тогда эффективность процессов обработки будет максимальной. В связи с этим ставится задача осуществления проектирования формообразующего инструмента, учитывающего условия эксплуатации инструмента и изменения размеров изделия после изготовления. Эту задачу фактически можно разделить на три независимые части, в каждой из которых будут рассмотрены вопросы, связанные только с определением формы и размеров инструмента.

Для процессов прессования первая часть общей задачи сводится к созданию условий, наиболее благоприятных для течения металла при деформировании, т.е. определение оптимального положения канала относительно внешнего контура инструмента и формы его заходной части, если это необходимо.

 

Для процессов штамповки по чертежу изделия оценивают вероятные направления максимального и минимального течения металла. Кроме того, применяют и иной подход, когда оценивается вероятность заполнения полостей штампа, повторяющих форму изделия. Согласно принятой оценке, назначают припуски на размеры поковки и определяют форму замкнутой полости штампа. Затем устанавливают разъемы штампового инструмента и решают вопрос о наилучшем размещении заготовки в полости штампа за счет ее формы или конструкционных особенностей. Решению указанных задач посвящено ряд работ. Накопление обширных экспериментальных данных по исследованию условий течения металла при формообразовании обусловило создание новых решений, удовлетворяющих требованиям производства.

Далее при проектировании инструмента определяют упругие изменения размеров изготавливаемых изделий, которые могут возникнуть после завершения формообразования, и корректируют размеры инструмента.

При определении упругих изменений размеров изделий используют закон Гука и решение задачи для равномерно нагретого твердого тела, применяя при расчетах среднюю температуру изделия при его выходе или удалении из формообразующего инструмента.

Такой подход к решению задач для тел без полостей, как правило, оправдан тем, что рассчитанные величины деформаций отличаются от действительных не более чем на 30 %. Следует отметить, что корректировку размеров прессового инструмента с учетом изменений размеров профиля при его правке растяжением проводят в зависимости от величины коэффициента вытяжки или путем введения в расчетные соотношения экспериментально найденных поправочных коэффициентов. Отдать предпочтение одному из этих подходов без специальных исследований практически невозможно.

В заключение рассматриваются вызванные технологическими особенностями процесса изменения размеров инструмента, обеспечивающие формование изделия конечных размеров.

Проектирование матриц для прессования профилей с фасонным поперечным сечением осуществляется на основании неформализованных правил (это замечание в полной мере можно отнести и к проектированию штампового инструмента). Такое положение обусловлено тем, что решение таких задач сводится к определению граничных условий, которые в задачах упругости предполагаются известными. Поэтому используют приближенные методы расчета размеров калибрующих частей инструмента, учитывающих их упругие изменения, вызванные технологическими параметрами процесса формообразования.

Для процессов прессования методы расчета основаны на использовании средних параметров, характеризующих состояние инструмента без учета его формы. Кроме того, они могут базироваться на применении коэффициентов уравнений регрессии, полученных в результате аппроксимаций данных эмпирических таблиц для корректирования размеров калибрующей части инструмента, которые составлены для освоенных профилей. Расчеты с использованием средних параметров вносят погрешности, требующие дополнительной корректировки инструмента, поэтому в работе при расчете инструмента предлагается использовать регрессионные уравнения. Однако подобные уравнения не являются универсальными и для изделий из разных материалов они будут различными. Следует отметить отсутствие данных по учету бандажирования при определении влияния условий эксплуатации на размеры инструмента. Это, по-видимому, объясняется низкими точностными требованиями, предъявляемыми при расчетах к инструменту, из-за невысоких допусков на размеры изделия. Так, например, указанные допуски для стальных профилей с размерами 5…20 мм, получаемых горячим прессованием, составляют ±0,5 мм, в то время как вклад от бандажирования матриц с внешним диаметром 100 мм для изготовления указанных профилей будет составлять около 0,1 мм.

Учитывая, что усложнение производства изделий для машиностроения и быстрая их сменяемость требуют своевременного повышения качества и оперативности разработки технологической документации, возникает необходимость создания универсальных и более точных методов расчета размеров формообразующего инструмента. Для создания таких методов необходимо многопараметрическую задачу определения влияния условий эксплуатации на размеры калибрующих частей инструмента представить как ряд задач, в которых рассматривался бы только один из основных воздействующих факторов.

 

Комментариев нет »

Комментариев нет.

RSS-лента комментариев к данной записи. TrackBack URI

Оставить комментарий