Исследование и совершенствование процесса формообразования изделий криволинейной формы на валковых гибочных машинах с целью улучшения качества

• Автор: Нестеров, Григорий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ методов изготовления изделий криволинейной формы

из листовых и профильных заготовок

1.1. Классификация изделий криволинейной формы из профилей.

1.2. Методы изгиба листовых и профильных заготовок.

1.2.1. Изгиб листов и профилей в штампах.

1.2.2. Изгиб с растяжением.

1.2.3. Изгиб профилей обжатием в бойках

1.2.4. Изгиб профилей методом раскатки.

1.2.5. Изгиб профилей вталкиванием в фильеру.

1.2.6. Гибка на валковых машинах.
1.2.7. Изгиб эластичной средой.
1.2.8. Гибка наматыванием
1.3. Выбор способа изготовления изделий криволинейной формы
в условиях многономенклатурного производства.
1.4. Выводы
2. Теоретические исследования процесса формообразования
изделий на валковых гибочных машинах.
2.1. Определение величины пружинения.
2.2. Теоретическое исследование формоизменения
поперечного сечения профилей при гибке.
2.2.1. Постановка задачи и основные допущения
2.2.2. Анализ деформаций профильной заготовки при изгибе.
2.2.3. Анализ напряжений.
2.2.4. Равнодействующая сил
2.3. Определение расстояния между боковым валками, обеспечивающего гибку без проскальзывания валков относительно заготовки
2.4. Определение параметров настройки гибочной валковой машины .
2.4.1. Определение параметров настройки гибочной валковой машины по заданной геометрии готового изделия с использованием метода последовательных приближений
2.4.2. Определение параметров настройки гибочной машины
без использования метода последовательных приближений.
2.5. Выводы.
3. Экспериментальные исследования формоизменения поперечного сечения профильных заготовок при гибке на
валковых машинах и предотвращение искажения сечения
3.1. Экспериментальное исследование формоизменения
поперечного сечения профильных заготовок
3.2. Предотвращение искажения поперечного сечения
профильных заготовок
3.2.1. Предотвращение искажения поперечного сечения
с помощью наполнителей и оправок
3.2.2. Разработка технологической оснастки для предотвращения
искажения поперечного сечения профильных заготовок.
3.3. Разработка валкового инструмента для формообразования
изделий криволинейной формы из уголковых профилей.
3.4. Выводы
4. Разработка способов изготовления изделий методом
методом гибки на валковых машинах.
4.1. Разработка способа гибки профильных прямоугольных
труб для автомобильной промышленности.
4.1.1. Характеристика трубчатого лонжерона рамы автомобиля
4.1.2 Гибка профильных прямоугольных труб.
4.1.3. Разработка конструкции рабочего инструмента
для гибки профильных прямоугольных труб.
4.1.4. Разработка маршрутных схем гибки лонжерона.
4.1.5. Изготовление опытных образцов
4.2. Разработка способа изготовления дугообразных элементов строительных конструкций из комбинированных профилей.
4.3. Разработка конструкций гибочного оборудования
4.4. Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Основной технологической операцией при изготовлении изделий криволинейной формы является гибка заготовок на специализированном оборудовании. В процессе изгиба внешнее воздействие механических сил на заготовку осуществляется рабочими силовыми органами оснастки, технологическим инструментом и оборудованием. К первой группе относятся следующие методы: гибка на опорах, гибка на валковых машинах, гибка в штампах, гибка наматыванием и изгиб эластичной средой. Ко второй группе относятся: гибка с растяжением, гибка вталкиванием в фильеру. К третьей группе относятся методы: гибка ударным раздавливанием полки профиля в бойках и гибка-раскатка полки в роликах. Дополненная классификация методов изгиба листов и профилей, включающая гибку с применением эластичных материалов, представлена в табл. Гибка листов и профилен в штампах получила широкое распространение при изготовлении изделий небольших длин с различным направлением изгиба. Основными геометрическими параметрами формы штампуемых изделий являются угол загиба и радиус кривизны. Формообразование изделий первой группы осуществляется в инструментальных штампах с сопряженной формой пуансона и матрицы. При этом номенклатура штампов соответствует номенклатуре подлежащих изготовлению изделий. Отличительной особенностью данного метода является то, что деформируемая заготовка в конце нагружения воспроизводит форму деформирующего инструмента (рис. Поэтому размеры штампов должны соответствовать размерам изготавливаемых полуфабрикатов, то есть для каждого типоразмера производимого изделия требуется наличие соответствующего инструмента. При этом форма пуансона и матрицы должна быть скорректирована на пружинение с тем, чтобы после снятия нагрузки изделие имело заданную кривизну и угол изгиба /3, 4/. Рис. Рис. Изделия второй группы позволяют изготавливать их методом свободной гибки в универсальных штампах с несопряженными по форме пуансоном и матрицей (рис. Принципиальная схема гибки в универсальных штампах заключается в пластическом деформировании заготовки в ручье матрицы путем соответствующего перемещения пуансона. При этом ни пуансон, ни матрица не препятствуют заготовке принять форму изгиба, соответствующую силовой схеме нагружения. Изогнутый элемент в ручье матрицы имеет переменную кривизну, его длина в ручье матрицы является функцией угла загиба, кривизны заготовки в точке ее контакта с пуансоном и ширины ручья матрицы. В этом случае на одном комплекте инструмента можно получить сформованные изделия с различным углом загиба за счет большего или меньшего перемещения пуансона в ручье матрицы, но только с переменной кривизной по дуге контура /2, 3 ,4, 5/. Рис. Пластический изгиб с растяжением, как метод формообразования элементов одинарной кривизны, находит широкое применение в различных отраслях машиностроения. Основными отличительными чертами данного процесса формообразования является приложение растягивающих усилий, выводящих материал заготовки в зону пластических деформаций и уменьшающих изгибающий момент, а так же использование шаблона или пуансона, задающих требуемый контур изделия. Гибка с растяжением с опорой на пуансон позволяет обеспечить точность изготовления изделия в поперечном сечении за счет предотвращения потери устойчивости плоской формы и значительно уменьшить пружинение заготовки, возникающее вследствие неравномерности изгибающих нормальных напряжений по сечениям. Однако полностью пружинение не исключается, так как деформация наружных и внутренних слоев заготовки различна, поэтому будет различным и упрочнение этих слоев, оказывающее влияние на упругую деформацию /6, 7, 8, 9, /. Возможность создания по всему сечению однородных по знаку растягивающих напряжений исключает образование складок на вогнутой поверхности изделия. Схема процесса изгиба с растяжением представлена на рис. К недостаткам данного метода следует отнести нерациональность изготовления профилей сложного сечения, ввиду усложнения оснастки, невозможность получения кольцевых элементов, существенные припуски на зажимы, необходимость приложения значительных усилий для создания по всему поперечному сечению заготовки растягивающих напряжений //.