Совершенствование процессов разделения листового материала эластичной средой
Вантажиться...
Дата
2018
DOI
Науковий ступінь
Рівень дисертації
Шифр та назва спеціальності
Рада захисту
Установа захисту
Науковий керівник
Члени комітету
Видавець
НТУ "ХПІ"
Анотація
Показаны пути совершенствования вырезки деталей эластичной средой, способствующие повышению геометрической точности среза. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования процесса разделения листового металла эластичной средой позволили установить пути совершенствования вырубки, пробивки. Определено, что в зависимости от допустимой деформации сдвига материала заготовки возможны два механизма разрушения, приводящие к неодинаковой форме среза полученной детали. В процессе разделения листовой заготовки эластичной средой реализуются следующие этапы: изгиб заготовки около острой кромки шаблона, сдвиг разделяемых частей и изгиб припуска с растяжением вплоть до их разделения. Улучшение геометрической точности поверхности среза при толщине заготовки более 1 мм реализуется в схемах с локализацией очага пластической деформации и управления траекторией трещины разрушения, отделения припуска при небольших углах его изгиба и изменения схемы нагружения разделяемого припуска, а также за счет повышения упругости эластичной среды. Без усложнения оснастки, локализацию очага пластической деформации можно обеспечить при последовательном отделении припуска. Такой характер разделения создается конструктивными элементами штампов, обеспечивающими последовательное увеличение давления эластичной среды вдоль контура среза. Локализация давления обеспечивает разделение припуска сначала в одной зоне контура детали, а затем и в остальных. При этом за счет меньшего угла изгиба припуска к моменту образования трещины снижается утонение заготовки в зоне разделения. В пневмоударной установке модели ТА-1324 это реализуется за счет эластичного блока имеющего переменную толщину. В предлагаемом методе разделения деталей сложных контуров это достигается путем изменения высоты шаблона в пределах от 1,5 до 3-3,5 толщин заготовки, тогда трещина разрушения появляется при меньших углах изгиба припуска и тем самым обеспечивается разделение при меньшем утонении заготовки в зоне разделения. Предложенные пути совершенствования пневмоударной штамповки обеспечивают вырубку, пробивку деталей из листовых медных, алюминиевых сплавов толщиной 0,3...10 мм и малоуглеродистой стали толщиной до 2 мм. Достигаемая шероховатость поверхности среза на деталях составляет Ra=0,3…0,6 мкм, а в случае высокопрочных материалов толщиной до 4…5 мм с шероховатостью поверхности среза Ra=0,6…1,0 мкм.
The ways to improve the cutting of parts by an elastic medium are shown, contributing to an increase in the geometric accuracy of the cut. Theoretical and experimental studies of the process of sheet metal separation by an elastic medium made it possible to establish ways to improve cutting, punching. It was determined that, depending on the allowable shear deformation of the workpiece material, two mechanisms of destruction are possible, leading to an unequal cut shape of the obtained part. In the process of separating a sheet blank with an elastic medium, the followin g steps are implemented: bending the blank near the sharp edge of the template, shifting the parts to be divided and bending the allowance with stretching until they separate. Improving the geometric accuracy of the cut surface when the workpiece thickness is more than 1 mm is implemented in schemes with localization of the center of plastic deformation and control of the fracture crack trajectory, separation of the seam allowance at small bending angles and changes in the loading scheme of the partial seam allowance, as well as by increasing the elasticity of the elastic med ium. Without complication of tooling, the localization of the source of plastic deformation can be achieved by sequential separation of the allowance. This type of separation is created by structural elements of the dies, which ensure a consistent increase in the pressure of the elastic medium along the contour of the slice. Localization of pressure ensures the separation of the allowance, first in one zone of the part contour, and then in the rest. At the same time, due to the smaller bending angle of the allowance, at the moment of crack formation, the thinning of the workpiece in the separation zone is reduced. In the pneumati c impact installation model TA-1324, this is realized by an elastic block having a variable thickness. In the proposed method of separation of parts of complex contours, this is achieved by changing the height of the template in the range from 1.5 to 3-3.5 thicknesses of the workpiece, then the fracture crack appears at smaller bending angles of the stock and thus provides separation with less thinning of the workpiece in the separation zone. The proposed ways to improve pneumatic impact stamping provide cutting, punching of parts from sheet copper, aluminum alloys with a thickness of 0.3..10 mm and mild steel up to 2 mm thick. The achieved roughness of the cut surface on details is Ra=0.3...0.6 μm, and in the case of high -strength materials with a thickness of 4...5 mm with a roughness of the cut surface Ra=0.6...1.0 μm.
The ways to improve the cutting of parts by an elastic medium are shown, contributing to an increase in the geometric accuracy of the cut. Theoretical and experimental studies of the process of sheet metal separation by an elastic medium made it possible to establish ways to improve cutting, punching. It was determined that, depending on the allowable shear deformation of the workpiece material, two mechanisms of destruction are possible, leading to an unequal cut shape of the obtained part. In the process of separating a sheet blank with an elastic medium, the followin g steps are implemented: bending the blank near the sharp edge of the template, shifting the parts to be divided and bending the allowance with stretching until they separate. Improving the geometric accuracy of the cut surface when the workpiece thickness is more than 1 mm is implemented in schemes with localization of the center of plastic deformation and control of the fracture crack trajectory, separation of the seam allowance at small bending angles and changes in the loading scheme of the partial seam allowance, as well as by increasing the elasticity of the elastic med ium. Without complication of tooling, the localization of the source of plastic deformation can be achieved by sequential separation of the allowance. This type of separation is created by structural elements of the dies, which ensure a consistent increase in the pressure of the elastic medium along the contour of the slice. Localization of pressure ensures the separation of the allowance, first in one zone of the part contour, and then in the rest. At the same time, due to the smaller bending angle of the allowance, at the moment of crack formation, the thinning of the workpiece in the separation zone is reduced. In the pneumati c impact installation model TA-1324, this is realized by an elastic block having a variable thickness. In the proposed method of separation of parts of complex contours, this is achieved by changing the height of the template in the range from 1.5 to 3-3.5 thicknesses of the workpiece, then the fracture crack appears at smaller bending angles of the stock and thus provides separation with less thinning of the workpiece in the separation zone. The proposed ways to improve pneumatic impact stamping provide cutting, punching of parts from sheet copper, aluminum alloys with a thickness of 0.3..10 mm and mild steel up to 2 mm thick. The achieved roughness of the cut surface on details is Ra=0.3...0.6 μm, and in the case of high -strength materials with a thickness of 4...5 mm with a roughness of the cut surface Ra=0.6...1.0 μm.
Опис
Ключові слова
пробивка, вырубка, тонкий лист, пневмоударная штамповка, полиуретан, punching, cutting, thin sheet, pneumatic impact, stamping, elastic medium, polyurethane
Бібліографічний опис
Совершенствование процессов разделения листового материала эластичной средой / Е. А. Фролов [и др.] // Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Сер. : Інноваційні технології та обладнання обробки матеріалів у машинобудуванні та металургії = Bulletin of National Technical University "KhPI". Ser. : Innovative technologies and equipment handling materials in mechanical engineering and metallurgy : зб. наук. пр. – Харків : НТУ "ХПІ", 2018. – № 30 (1306). – С. 89-93.