Разработка оборудования и процессов получения прокаткой лент с декоративной выпукло-вогнутой поверхностью

• Автор: Горбылев, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Раздел 1. Обзор литературы. Интегральные методы тиснения листовых материалов при художественной обработке.

1.1. Общие сведения по художественной обработке.

1.2. Анализ применяемых технологических методов

тиснения с помощью рельефной формовки.

1.3. Анализ художественной обработки давлением

материалов методом плоской гибки.

1.3.1. Создание художественных форм.

Выводы по обзору и задачам исследования.

Раздел 2. Теоретическое исследование силовых

параметров тиснения.
2.1. Общие подходы к решению задачи.
2.2. Моделирование художественного тиснения
отдельного элемента.
2.3. Профиль и геометрия выступа.
2.4. Экспериментальная проверка адекватности теоретической модели обтяжки единичного выступа сферической формы.
Раздел 3. Отработка параметров элементов прокатного стана для получения заготовок с выпукло-выгнутой (тисненной) поверхностью применением формующей резины.
3.1 .Определение свойств резины.
3.2. Проектирование технологических и конструктивных
схем тиснения прокаткой.
3.2.1. Особенности процесса тиснения
прокаткой отдельных осесимметричных профилей.
3.3. Экспериментальные исследования опытного штампа
на стане с диаметром валков 200мм.
3.3.1. Прокатка полусферического профиля.
3.3.2.Формирование полусферическо-торового
выступа прокаткой.
3.4. Формирование сферическо-цилиндрическо-торовой поверхности
3.5. Конструктивные параметры станов
для тиснения осесимметричных профилей.
3.6. Профилирование рельефных изделий
из листовых материалов прокаткой.
3.6.1. Отработка параметров получения
художественных изделий прокаткой.
3.6.2. Жесткие элементы при рельефной формовке
и усилие их вытяжки.
3.7.Тиснение прокаткой непрерывных профилей.

Раздел 4. Разработка оборудования и маршрутных технологий для художественного тиснения лент.
4.1. Особенности конструкции прокатных станов для тиснения.
4.2. Процессы производства сложных сочетаний профилей.
4.3. Новые технологические решения по станам для прокатки из лент художественных изделий с выпукло-вогнутой поверхностью, образующий рисунок (тиснение).
Общие итоги и выводы по работе.
Список литературы

Раздел 1. Обзор литературы. Интегральные методы тиснения листовых материалов при художественной обработке.
1.1. Общие сведения по художественной обработке.
В художественной обработке материалов тиснением находят широкое применение совмещенные способы деформации [1-15].
Они используются для снижения усилий в таких процессах, как, например, поэлементная штамповка с периодическим передвижением заготовки. Совмещенные способы деформации могут быть использованы для создания непрерывного процесса перемещения заготовки и инструмента, для устранения холостого хода и т.д.
Интегральная обработка материалов при художественной обработке использует непрерывное движение заготовки и инструмента. Таким образом получают снижение усилий деформирования и устранение вспомогательных пауз - загрузка, выгрузка, подход инструмента, его отход и т.п.
На рис. 1.1 [34] показана интегральная схема совмещения листовой прокатки и листовой штамповки.
При прокатке в гладких валках 1 на листовую заготовку 3 через эластичную среду 2 воздействует прокатный валок, прижимающий заготовку к гравюре штампа 4, перемещающегося совместно с полосой.
Под действием тянущего и нормального усилий валка эластичная среда, как свободная матрица, деформирует полосу, обтягивая ею профиль элементов штампа. Сущность процесса показана на рис. 1.2.
За счет тянущего усилия Рх эластичная среда воздействует на полосу, перемещая ее в валки.
При этом нормальная сила давления Ру постепенно через эластичную среду воздействует на полосу, которая заполняет гравюру штампа. Давление совмещает полосу и штамп и перемещает их по направлению к выходу из валков. Здесь за счет сужения межвалкового просвета окончательно тиснятся узоры, то есть с помощью подвижного штампа формуется узор на полосе.
Поэлементность обработки позволяет значительно повысить качество объемного оформления профиля полосы. Опытные испытания показали существенные преимущества данного процесса по сравнению с обработкой металла в фасонных валках за счет снижения расходов на создание дорогостоящих фасонных валков. Кроме того, повышается качество оформления гравюры. Штамп передвигается как одно целое и не имеет скорости проскальзывания. Одновременно метод позволяет повысить ассортимент видов рисунков рельефных поверхностей за счет его набора из стандартных элементов на корпусе штампа.
Таким образом, объединение прокатки и штамповки повышает качество оформления художественного изделия с существенным снижением затрат на его изготовление.

ег •е2ащ
аг1 = ав> = ~—— - напряжение в сферической части выступа,
(2.11)
а -е2^-ещ‘
аг2 = ачг = — напряжение в торовой части выступа.
На рис. 2.10а и 2.106 представлены зависимости ап и <тг2.
Общее распределение напряжений оу(а+/5) показано на рис. 2.11.
Если построить напряжения иг на угле «=180° в зависимости от коэффициента трения, то получится следующая кривая (рис. 2.12).
Откуда для расчетов:
ст,(«+£) =(0,518 + °,6д)сг5. (2.12)
Коэффициент трения для мягкой резины равен д * 0,35 и ц » 0,3 для твердой. Таким образом для оформленного выступа под действием усилия Ру напряжение составит величину:

г а=
= °>73 & в. (2.13)
Данное напряжение определяет коэффициент запаса прочности
^„=-^- — = 1,37 (2.14)
0"гт» °’
Подводя итог, отметим, что от начала захвата резины валком и постепенного оформления выступа усилие Ру, как указано выше, изменяется по закону:
(кВ + ГВ К ' ^т!п
Ру = 2 пав
и определяет радиальное напряжение:

ав }1 I X
4ВШ- + 1- 1-*
Я V Я2 изменяемое от нуля ДО Од.
Для уточнения величин напряжений следует установить начальные размеры ширины полосы - /0.
Выступ состоит из торовой ножки «а» и сферического полувыступа -«б» (рис. 2.13).
Площадь полусферы радиуса Яв:

я, = ^Яв ■ (1а ■2я(Явсо$а)=2гсЯ1 .