Способ формообразования поверхности деталей

Способ формообразования поверхности деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 565752 (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 14.02.74(21) 1996354/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет 26.03.70 (43) Опубликовано25.07.77.Бюллетень № 27 (4б) Дата опубликования описания 24.09.77 (51) М Кл г

В 21 0 35/00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621- 9 3 °.3 (088. В) (72) Авторы изобретения

Ю. Б. Владимиров и Г. Н. Райхман (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХ1-1ОСТ t

ДЕТАЛЕЙ

Изобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к способам, позволяюшим получить поверхности сложной конфигурации.

Известен способ формообразования поверх" 5 ности деталей путем предварительного определения потребного усилия деформирования, приложения его обрабатываемому материалу с одновременным регулированием величины усилия деформирования посредством обрат 10 ной связи (lj.

Процесс формообразования состоит из трех стадий: упругих, пластических деформаций и скалывания. В начале процесса деформирования, чтр соответствует стадии упру- И гих деформаций, материал под инструментом и вблизи от него испытывает упругое сжатие и изгиб, а также слегка вдавливается в отверстие приспособления (матрицы), возникает "тарельчатость обрабатываемой детали. 20

В этой стадии величина напряжения в материале ниже предела упругости. При дальнейшем деформировании, т.е. погружении инструмента в материал, упругие деформации переходят в пластические, материал с по- 25 мощью инструмента продолжает вдавливаться в приспособление (л атрицу), что сопровождается разрушением поверхностных слоев.

Стадия пластических деформаций переходит в стадию скалывания. В этой стадии «начале появляются микро, а затем макротрешины, образуюшиеся у режуших кромок инструмента и матрицы, направленные по линии папбольших деформаций сдвига (поверхностям скольжения);. скалываюшие трешиньт быстро распространяются во внутренние слои материала и вызывают отделение детали, При этом образуется неровная поверхность разделения материала, состояшая из блестяшего пояска (зона среза) и шероховатой части (зона скалывания).

Величина погружения инструмента в материал до появления скалывающих трещин зависит, в частности, от свойств обрабатываемого материала и скорости деформирования. Количественное соотношение между стадиями пластической деформации и скалы-. вания и потребное усилие формообразования при одной и той же количественной картийе разделения материала будет зависеть от ря565752

3 да фисторов, в том числе от формы и состояние уежуших кромок инструмента и мав ращу, физикомекаиических свойств обраба.тываемого материала.

Таким образом, усилие формообразования и сопротивление разрушению не остается постоянным, а изменяется по напряжению рабочего хода Ио высоте обрабатываемого материала

Однако, несмотря на регулирование вели чины деформирующего усилия и скорости деформации в известных способах формообразования зона скалывания составляет erne большой процент обшего процесса формооб разоваиия %Neo приводит х образованию лов, сколов, расслоений, особенно на неметаллических материалах.

При етом получить конфигурацию окон, пазов, отверстий с отношением их размеров к толщине обрабатываемого материала мень- о ше единицы трудно.

Целью изобретения является повышение качества поверхности обрабатываемых деталей и производительности труда.

Лля этого необходимо с учетом особенностей процесса формообразования лимитировать скорость деформнрования и величину деформируюшего усилия, сведя к минимуму зону скалывания. Одновременно вести непрерывную поднастройку процесса в соответствии с потребной величиной деформирующего усилия, предварительно определенной для каждой эоны деформации по высоте обрабатываемого материала (на протяжении рабочего хода инструмента) в зависимости отегофиэи-З5 ко-механических свойств, степени предварительного наклона, величины зазора, состояния режущих,кромок, скорости деформирования и т.п.

Эта цепь достигается тем, что усилие 40 деформирования изменяют скачкообразно в зависимости от перехода материала из одного напряженного состояния в другое, при этом в период каждого напряженного состояния величину усилия поддерживают постоянной. 45

На фиг. - представлена схема процесса . деформированпя материала; па фиг. 2 - график потребных усцлий P формообразования для каждой зоны деформации в зависимости от величины — относительного вдавливания

Ь

8 инструмента в материал по высоте матерна ла, где Ь - глубина внедрения инструмента

s e pnen; ф толщина (высота) обраба тываемого материала; Ьп„работа упругой и пластической деформации; и - работа разрушения Jjyp работа трения

Для того, чтобы. сделать отверстие в детали, предварительно onpeäenÿþò потребное усилие деформирования по высоте обрабатываемого материала для каждой зоны деформации. Регистрацию усилий формообразования и перемещений инструмента при заданной величине зазора, конструкции режущих кромок и быстроходности пресса ведут методом тензометрирования с помощью проволочных датчиков сопротивления, наклеенных на мессдозу

z соединенных в мостовую схему. Перемешение инструмента в процессе формообразования регистрируют с помощью тенэодатчиков.

Для автоматической записи показаний датчиков применяют осциллограф.

Варьируя конструкторско-технологическими параметрами процесса формообразования, находят оптимальные потербные усилия формообразования для каждой эоны деформации в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала по его высоте.

Найденное оптимальное, потребное усилие деформировання устанавливают (программи руют) на задающем датчике дифференциаж ного усилителя.

Йалее с момента касания заготовки инструментом измеряют усилие деформирования, сравнивая его с заданным (установленным на задающем датчике) усилием деформирован ия.

Пример . В плате иэ прессматериала АГ-4С ГОСТ 1ОО87-62 толщиной 2 мм необходимо выполнить отверстие прямоугопь ной формы с размерами, указанными в табл. 1.

565752

Таблица 1

1,8 5000-7000 350-500

1,82

0,7 z.

2,6 ее .де4 пр-: ова!!!!я, Р

Упругой и пластичесхой деформации

0,20

0,40

0,60

0,80

0,92

46 4

16

164

1,00

1,32"

158

Трения

1,40

1,60

l,80

2,00

100

66

51

Предварительно определяют потребное усилие деформирования по высоте обрабаты-

ВаемОгО материала для хаждОЙ ЗОны дефо р мании. При атом следует учитывать особенности обрабатываемого материала.

Регистрацию усилий формообразований веу дут методом тензометрирования с помощью проволочных датчиков сопротивления, пакле енных на мессдоэу и соединенных в мостовую схему.

Перемещение инструмента в процессе форм

x - Предельные значев я

По результатам записи показаний датчиков построен графих !фиг. 2) потребных усн лий Р формообразования для каждой зоны де формации в зависимости от величины ф Е

Ю1 4 44 мообразования регистрируют с помон!ь!о индивидуальных тензодатчпхов. Л, !я аэтоматичесхОЙ за!!иси похазаний дятч1!хов применяют осциллограф H-1 02.

Варьируя кОнс Грукторсхо- тс>.по!!о! вескими параметрами процесса формообразования, находят Оп имальные потребьае усилия формообразования для каждого напряженного состояния материала. . для данного примера имеют следующие (табл. 2) гараметры. относительного вдавл!и а!!ия инструмента в материал по высоте материала, Где глубина внедрения инструмента в ":ъ.ат " ::3(йл

3 толщина (высота) ОбрабатываемОГО

565752

7 материала," Ья„- работа упругости пластической деформации; $p - работа разрушения; Д р, - работа трения.

Найденное оптимальное потребное усилие деформирования устанавливают {программи 5 руют) на задающем датчике дифференциаль. ного усилителя. В процессе проведения обра ботки материала производится сравнение

vcwmk деформирования практического и оптимального. Получаемый сигнал рассогласо- lO вания посредством конструктивных элементов, используемых в устройстве для реализации данного способа, преобразуется и та ким образом осуществляется поддерживание потребного ycaaw деформирования в задан- 15 ных npepenax Ans каждого напряженного состояния

Предлагаемый способ позволяет исключить дефекты, получаемые при штамповании известными способами, такие как расслоение, 20 ореолы, сколы и тому подобные, повысить точность (до второго класса включительно) и чистоту поверхности обрабатываемых де» талей (9 8 -. VB).

Формула изобретения

Способ формообразовании поверхности деталей путем предварительного определения потребного усилия деформирования, приложения его к обрабатываемому материалу с одновременным регулированием величины усилия деформирования посредством обратной связи, отличающийся тем,что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности и увеличения производительности, усилие деформирования изменяют скачкообразно в зависимости от перехода материала из одного напряженного состояния в другое, цри этом в период каждого напряжен ного состояния величину усилия поддерживают постоянной.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Автоматизапия процессов сварки и обработки давлением под ред. В. М. ЙММ шина М., "Наука", 1966, с. 1S3 1@I.