Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќптим≥зац≥€ конструкц≥й штамп≥в. ƒл€ листового штампуванн€




ƒл€ листового штампуванн€

10.5.1. ќптим≥зац≥€ розм≥р≥в плит

≥ розташуванн€ колонок

ѕокажемо в≥дм≥нн≥сть м≥ж безумовною та умовною оптим≥зац≥Їю. Ќа рис.47 показан≥ граф≥ки залежност≥ значень критер≥њв оптим≥зац≥њ в≥д зм≥нноњ х. ƒл€ приклада з тарою, €кий ми детально розгл€нули у розд≥л≥ 10.1, х Ц це розм≥р квадратика, €кий треба вир≥зати у лист≥, щоб отримати тару, а критер≥й оптим≥зац≥њ ( ќ) Ц це њњ м≥стк≥сть (обТЇм). як бачимо, при х = х * та х = х ** на граф≥ках маЇмо максимуми V* та V**, а п≥сл€ х > х * та х = х ** значенн€ V зменшуютьс€ до нул€. ќтже, у цьому випадку маЇмо безумовну оптим≥зац≥ю, бо тут функц≥€ V = F (x) Ц ун≥модальна.

≤накше веде себе функц≥€, €ка виражаЇ математичну модель, наприклад, розм≥р≥в розд≥лового штампа. «вичайно, пуансон ≥ матриц€ не можуть вис≥ти у пов≥тр≥, вони мають бути закр≥плен≥ у пуансоно- та матрицетримач≥, а ц≥ детал≥ у свою чергу мають бути закр≥плен≥ на верхн≥й та нижн≥й плит≥, а щоб отримати сп≥вв≥сн≥сть пуансона та матриц≥, треба додати до плит напр€мн≥ колонки та втулки. ”с≥ ц≥ детал≥ працюють п≥д певними навантаженн€ми, а тому њхн≥ розм≥ри не можна брати дов≥льними Ц њх треба розрахувати на м≥цн≥сть. Ћише п≥сл€ цього можна формулювати задач≥ оптим≥зац≥њ.

ќптим≥зац≥ю конструкц≥й штамп≥в дл€ листового штампуванн€ можна зд≥йснювати по к≥льком напр€мкам. –озгл€немо основн≥ з них. ѕерший напр€мок Ц це оптим≥зац≥€ розм≥р≥в базових деталей (верхньоњ та нижньоњ плит штампа).

¬≥домо, що варт≥сть штампа пропорц≥йна його розм≥рам. “ому розм≥ри плит штампа в план≥ суттЇво впливають на його варт≥сть. ќтже, варт≥сть штампа пропорц≥йна габаритним розм≥рам верхньоњ та нижньоњ плити. “овщина плит розраховуЇтьс€ та вибираЇтьс€ з ƒержстандарту (наприклад, з √ќ—“ Е.). ¬важатимемо, що вона задана.

–озм≥ри в план≥ визначають з компонуванн€ штампа. ” штампах дл€ листового штампуванн€ розр≥зн€ють поперечне розташуванн€ двох колонок, д≥агональне розташуванн€ двох колонок, заднЇ розташуванн€ двох колонок та симетричне розташуванн€ чотирьох колонок. –озгл€немо поперечне розташуванн€ двох колонок (рис.10.5).

–озгл€даючи так≥ задач≥, € ≥нод≥ запитую студента: Ђј чи можна зб≥льшити ширину штампа на п≥вметра?ї —тудент зазвичай в≥дпов≥даЇ: Ђј нав≥що?ї “од≥ € задаю наступне запитанн€: Ђј чи можна зменшити L на п≥вметра?ї —тудент замислюЇтьс€ ≥ част≥ше за все в≥дпов≥даЇ: Ђ“ак не можна ж буде втулити у ту плиту матрицю, матрицетримач, напр€мн≥ колонки та втулки!ї. ќтже, в≥н добре розум≥Ї, що дл€ зменшенн€ розм≥р≥в плити Ї певн≥ обмеженн€.

Ћегко побачити, що дл€ поперечного розташуванн€ двох напр€мних колонок (рис. 10.5) маЇмо так≥ обмеженн€:

Dм + 2Sм + 2Sмт +2“1;

LDм + 2Sм + 2Sмт + 2“2 + 2dк + 2“3. (10.5)

–ис. 10.5. —хема компонуванн€ нижньоњ плити

розд≥лового штампа з двома колонками

“ут Dм Ц д≥аметр отвору в матриц≥ (в≥н заданий розм≥рами детал≥, €ку треба отримати у цьому штамп≥);

Sм Ц товщина ст≥нки матриц≥ (визначаЇтьс€ розрахунком матриц≥ на м≥цн≥сть);

Sмт Ц товщина ст≥нки матрицетримача (визначаЇтьс€ конструктивно можлив≥стю розм≥стити в ньому гвинти кр≥пленн€);

dк Ц д≥аметр колонки (визначаЇтьс€ за рекомендац≥€ми з конструюванн€ штамп≥в або розм≥рами плити штампа);

1 Ц в≥дстань в≥д пуансонотримача до горизонтальноњ крайки нижньоњ плити;

T2 Ц пром≥жок м≥ж пуансонотримачем та колонкою (визначаЇтьс€ конструктивно або беретьс€ у в≥дпов≥дност≥ до рекомендац≥й, €к≥ м≥ст€тьс€ у дов≥днику [ ]);

T3 Ц ширина перемички, €ка маЇ забезпечити м≥цне закр≥пленн€ напр€мноњ втулки у верхн≥й плит≥ (беретьс€ конструктивно по рекомендац≥€х дов≥дник≥в або п≥дручник≥в);

ќбмеженн€ (10.5) випливають з компонувального кресленика, €кий показаний на рис. 10.5 (дл€ будь-€кого ≥ншого розташуванн€ колонок компонувальний кресленик матиме ≥нший вигл€д.

ќчевидно, що зб≥льшити розм≥р, наприклад, ¬ ц≥лком можливо, а от зменшити L неможливо, бо це призведе до непрацездатност≥ штампа. “ому площа (а отже й варт≥сть) плит залежатимуть в≥д њхньоњ ширини ¬ та довжини L, €к це показано на рис.10.6.

 

–ис. 10.6. як≥сна залежн≥сть вартост≥ плит в≥д њхн≥х розм≥р≥в (за умов пост≥йност≥ ус≥х елемент≥в, що вход€ть у прав≥ частини нер≥вностей (10.5)), а також сумарноњ товщини плит H = Hн + Hв)

ѕрав≥ частини нер≥вностей (10.5) Ц це м≥н≥мальн≥ розм≥ри, €к≥ визначають нижнЇ обмеженн€ габарит≥в плити штампа L та . ѕозначимо њх €к Lmin та min. ѕозначимо також њхн≥й добуток (€кий виражаЇ площу плити) €к јmin. ¬ координатах ј Ц ¬ (ј Ц площа плити, ¬ Ц в≥дносна варт≥сть, тобто варт≥сть, €ка в≥днесена до ц≥ни металу, з €ких зроблен≥ плити) њхн≥й добуток в≥дображуЇтьс€ пр€мою ab (див. рис.10.6). ƒобуток будь-€ких ≥нших значень L та позначимо €к ј. ¬≥н в≥дображуЇтьс€ кривою lmn.

ќчевидно, що брати так≥ значенн€ L та , добуток €ких ј лежить в ≥нтервал≥ 0 Ц јmin недоц≥льно, бо штамп зламаЇтьс€ (не буде дотримана €кась з нер≥вностей (10.5)).

Ѕрати так≥ значенн€ L та , добуток €ких ј лежить в ≥нтервал≥ јmin Ц ∞ також недоц≥льно, бо варт≥сть штампа зб≥льшуватиметьс€, а кр≥м того штамп може не вписатись у штамповий прост≥р преса.

ќтже, оптим≥зац≥€ штампа, €кий показаний на рис. 10.5 зводитьс€ до того, що ми м≥н≥м≥зуЇмо площу плит, рухаючись по г≥лц≥ nm до точки m, тобто використовуЇмо нер≥вност≥ (10.5). —аме ц≥ обмеженн€ й визначають нер≥вност≥, €к≥ у задач≥ умовноњ оптим≥зац≥њ виражаютьс€ сп≥вв≥дношенн€ми gj (xk) ≥ 0 або gj (xk) 0 (див. умови 10.3).

ќбмеженн€ Gi (xk) = 0 (див. умови 10.3) можна про≥люструвати, наприклад, так. ƒл€ нормальноњ роботи штампа необх≥дно, щоб його закрита висота Ќзш дор≥внювала закрит≥й висот≥ преса Ќзп, тобто Ќзп Ц Ќзш = 0. ÷ю р≥вн≥сть ≥ можна вважати обмеженн€м типу Gi(xk) = 0. ¬она визначаЇ товщину плит штампа, довжину пуансона, висоту матриц≥ тощо.

Ўтамп, €кий показаний на рис.10.5 можна оптим≥зувати також за критер≥Їм м≥н≥муму вартост≥ плит, але зм≥нюючи розташуванн€ колонок.

–ис.10.7. —хема д≥агонального розм≥щенн€

двох напр€мних колонок

Ќа рис.10.7 показано, що довжину плит L можна зменшити, €кщо колонки розм≥стити не впоперек робочого простору, а п≥д певним кутом α.

ќчевидно, що ширина плити залишитьс€ незм≥нною, €к це випливаЇ з першоњ нер≥вност≥ (10.5), а довжина зменшитьс€. ¬она дор≥внюватиме

L ≥ (Dм + 2Sм + 2Sмт + 2“2 + dк)Јsinα+ dк + 2“3. (10.6)

«наченн€ кута α, що м≥н≥м≥зуЇ довжину L, можна знайти з умови, €ка визначаЇ р≥вн≥сть в≥др≥зк≥в ќ  та ќћ+ќ1N:

Dм+2Sм+2Sмт+2“1= (Dм+2Sм+2Sмт+2“2+dк)Јcosα+ dк +2 3.

“ут ус≥ позначенн€ показан≥ на рис.10.7 та прокоментован≥ вище.

«в≥дси знаходимо значенн€ кута

α =Arc cos[(Dм+2Sм+2Sмт+2“1 Ц dк Ц2 3)/(Dм+2Sм+2Sмт+2“2+dк)].

ƒал≥ вже не складно за формулах (10.5 та 10.6) визначити м≥н≥мально допустим≥ (≥ в той же час оптимальн≥!) значенн€ розм≥р≥в плит.

“ак ми оптим≥зували розм≥ри плит дл€ штамп≥в з двома д≥агонально розташованими колонками.

якщо ж кут α в≥дкладати ≥ в першому, ≥ в другому квадрантах, то, ц≥лком очевидно, що ми отримаЇмо оптимальн≥ розм≥ри плит ≥з задн≥м положенн€м двох колонок. “ак само можна оптим≥зувати розм≥ри плит дл€ штамп≥в з чотирма колонками. ѕроте тут треба мати на уваз≥, що в≥дстань м≥ж двома передн≥ми колонками може заважати зм≥нювати матрицю з матрицетримачем м≥ж колонками. ¬ цьому раз≥ матрицю з матрицетримачем треба п≥дн≥мати вище верхнього зр≥зу колонок ≥ т≥льки п≥сл€ цього вит€гати на себе. ƒл€ цього доводитьс€ шл€хом регулюванн€ довжини гонка значно зб≥льшувати закриту висоту преса, бо в б≥льшост≥ конструкц≥й штамп≥в напр€мн≥ втулки у крайньому верхньому положенн≥ поковзн€ не сход€ть з колонок. ≤нод≥ хода регулюванн€ закритоњ висоти преса не вистачаЇ дл€ вийманн€ матриц≥ з матрицетримачем. “од≥ в≥дход€ть в≥д оптимальноњ конструкц≥њ ≥ зб≥льшують в≥дстань м≥ж передн≥ми колонками так, щоб вона була б≥льшою за Dм+2Sм+2Sмт + dк.

10.5.2. ¬изначенн€ центру тиску штампа

ƒругий напр€мок оптим≥зац≥њ конструкц≥њ розд≥лового штампа Ц визначенн€ центру тиску штампа. ќдна з важливих умов високоњ ст≥йкост≥ штампа це в≥дсутн≥сть його перекос≥в п≥д навантаженн€м. ўоб цього запоб≥гти, треба, щоб центр тиску ус≥х позиц≥й зб≥гавс€ з центром поковзн€ преса. ÷е особливо важливо дл€ комб≥нованих штамп≥в посл≥довноњ д≥њ, що призначен≥ дл€ розд≥лових операц≥й, особливо в тому випадку, коли зд≥йснюЇтьс€ вирубанн€ заготованок з тонкого листа або стр≥чки. ѕром≥жки м≥ж пуансоном ≥ матрицею z зазвичай складають в≥д 1,0 до 10% товщини заготованки. “ому дл€ метал≥в товщиною до 1 мм пром≥жки складають до 0,01Е0,02 мм. ÷е означаЇ, що нав≥ть незначн≥ деформац≥њ штампа можуть бути причиною зарубуванн€ матриць та викришуванн€ пуансон≥в. ¬ кращому випадку це призведе до значного пог≥ршенн€ вироб≥в (утворенню м≥сцевих задирок), суттЇвого зменшенн€ ст≥йкост≥ штампа, а в г≥ршому Ц може бути повТ€зане нав≥ть з прокуратурою (€кщо при зарубуванн≥ друзки ≥нструменту нанесуть €кусь шкоду штампувальнику!).

–озгл€немо, наприклад, штампуванн€ пластини з отворами ≥з використанн€м штампа посл≥довноњ д≥њ (рис.14.5).

–ис. 14.5. —хема розташуванн€ позиц≥й в штамп≥

дл€ виготовленн€ пластини з отворами

” згаданому штамп≥ операц≥њ виконують у так≥й посл≥довност≥: спочатку пробивають три отвори, а на наступн≥й позиц≥њ Ц вирубують пластину. ”с≥ ц≥ операц≥њ виконують за один х≥д поковзн€ преса.

ўоб не виникало момент≥в опрокидуванн€ поковзн€ преса ≥ штамп не деформувавс€ (головним чином, щоб не згинались колонки), треба, щоб р≥внод≥юча R ус≥х д≥ючих сил проходила через центр поковзн€. ƒл€ цього необх≥дно визначити положенн€ точки ÷ Ц центру тиску штампа (рис.10.6). ÷ентр тиску штампа Ц це точка прикладенн€ р≥внод≥ючоњ ус≥х сил, €к≥ одночасно прикладен≥ до кожноњ позиц≥њ.

–ис. 10.6. —хема до розрахунку положенн€

центру тиску штампа

« умов р≥вноваги проекц≥й ус≥х сил на вертикальну в≥сь маЇмо значенн€ р≥внод≥ючоњ R:

R = 2F1 + F2 + F3.

 р≥м того, з умови р≥вност≥ нулю момент≥в ус≥х сил в≥дносно будь-€коњ ос≥ маЇмо:

- x∙R+K∙F3+ (S - —) ∙F1+S∙F2+ (S+C) ∙F1=0. (10.06)

“ут S = A+d+K;

F1, F2, F3 Ц зусилл€ деформац≥њ, €к≥ розраховують по в≥домих формулах: F1=k∙π∙D1∙t∙σзр;

F2= k∙π∙D2∙t∙σзр; F3= k∙2(ј+¬)∙t∙σзр;

розм≥ри A, C визначають з кресленика штампованки;

ширину перекладки d зазвичай вибирають з дов≥дника, наприклад [?]; в≥др≥зок   можна приймати будь-€ким; координата х Ц це шукана величина, €ка визначаЇ в≥дстань в≥д дов≥льноњ точки ќ до центру тиску штампа ÷.

” р≥вн€нн≥ (14.06) Ї лише одна нев≥дома величина х, в≥дносно €коњ розвТ€зати це р≥вн€нн€ дуже просто:

х= [  ∙F3+ (SЦC) ∙F1+S∙F2+ (S+C) ∙F1 ] / (2F1+F2+F3). (10.07)

¬ирахувавши з (10.07) значенн€ х, можемо прив'€зати р≥внод≥ючу R до ос≥ поковзн€. “ак зд≥йснюЇтьс€ процедура оптим≥зац≥њ. “реба зазначити що в даному випадку ми маЇмо безумовну оптим≥зац≥ю. ÷е досить р≥дк≥сний випадок оптим≥зац≥њ конструкц≥њ штампа.

“рет≥й напр€мок оптим≥зац≥њ конструкц≥й штамп≥в дл€ листового штампуванн€ Ц це зворотне розташуванн€ напр€мних колонок ≥ втулок. якщо використати розташуванн€ цих напр€мних вузл≥в, €к показано на рис. 10.4, то нав≥ть за умов перекос≥в верхньоњ плити зм≥на пром≥жк≥в м≥ж пуансонами та матриц€ми (особливо дл€ розд≥лових операц≥й) буде м≥н≥мальною. ѕосиланн€ на атлас!

„етвертий напр€мок Ц використанн€ принципу подвоЇнн€ ст≥йкост≥, €к це показане в розд≥л≥ 8.

Ќарешт≥, треба звернути увагу на конструюванн€ пуансон≥в, матриць, пуансоно- та матрицетримач≥в. Ќа рис. 10.7 показан≥ конструкц≥њ пуансон≥в та матриць, €к≥ запозичен≥ з атлас≥в та дов≥дник≥в, що присв€чен≥ обробленню метал≥в тиском. ƒл€ них оптим≥зац≥€ може бути зд≥йснена €к к≥льк≥сно, так ≥ €к≥сно.

 

–ис.10.7. Ќевдал≥ конструкц≥њ пуансон≥в (а Ц г) та матриць (д - е), що запозичен≥ з атласу [?? ].

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 524 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

„еловек, которым вам суждено стать Ц это только тот человек, которым вы сами решите стать. © –альф ”олдо Ёмерсон
==> читать все изречени€...

2082 - | 1932 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.024 с.