Модель оснастки

Под оснасткой обычно понимается комплект оправки с приспособлениями, необходимыми для формообразования детали. Основным элементом оснастки является давильная оправка, обычно повторяющая внутренний или наружный контур детали.

Исходными данными для проектирования оправки, которые могут быть получены в результате расчета, являются: рабочий контур оправки, габаритные размеры (D_оп , L_оп); материал; радиус закругления торцевой части R_оп , присоединительные размеры.

Выходным расчетным данным будет также диаметр прижима D_пр.

Для проектирования оснастки важно знать присоединительные размеры шпинделя станка, рисунок 21. В подавляющем большинстве случаев давильное оборудование имеет посадочный конус. Различается только крепление к шпинделю: или со стороны передней, или задней бабки. Опишем посадочный конус следующими параметрами: диаметр конуса d^c; угол конусности g^c; высота конуса l^c; число крепежных отверстий n^c; диаметр расположения крепежных отверстий; диаметр отверстий ; диаметр отверстия под шпонку ; глубина шпоночного отверстия h^c; угол, определяющий положение шпоночного отверстия a^c.

Рисунок 21– Эскиз шпинделя станка.

Для описания давильного инструмента будем указывать его тип; диаметр D_R, радиус рабочей части R_r, ширину ролика b, ширину обжимного участка e, передний угол jп; задний угол j_з; угол наклона “крыши” jк; высоту переднего уступа l.

Для проектирования инструмента основными выходными данными расчета будут тип ролика; его диаметр D_R и радиус рабочей части R_r.

Рисунок 22- Схема установки давильного ролика

Рисунок 23– Основные типы формообразующих роликов.

Рисунок 24– Виды сложных роликов со смещением.

Выводы

– Технологический процесс обычно включает в себя несколько основных и вспомогательных операций. Операция, в свою очередь, состоит из переходов и проходов. Поэтому модель процесса должна иметь структуру данных и маршрута. Структура проектирования технологического процесса представляет собой расчленение всего комплекса действий по формообразованию детали на отдельные простейшие элементы. Собственно моделирование технологического процесса заключается в генерации цепочки маршрут-операция-переход-проход-кадр, расчета механики процесса и технологических параметров, анализа приемлемости полученного варианта технологии.

– Для моделирования процесса необходимо иметь разработанные модели: детали, материала, технологического оборудования, инструмента и оснастки.

– Данные модели содержат минимально необходимый набор параметров.

Описание различных видов деталей должно предусматриваться в модели детали. Для этого должны быть разработаны правила описания геометрии и технических требований к детали.

Моделируемая операция

К рассматриваемому виду операции будем относить все формообразующие операции ротационной вытяжки, при выполнении которых заготовка в зоне очага пластической деформации в основном контактирует только с деформирующим инструментом. Поверхность, с которой не контактирует инструмент, не имеет опоры, за исключением отдельных зон.

Выделим несколько основных видов деформирования: внедрение ролика в заготовку; деформирование с подтягиванием фланца; деформирование с заневоленным фланцем и отбортовка отверстия.

Рисунок 25– Внедрение ролика в заготовку.

Будем рассматривать формообразование сравнительно тонкостенных оболочек без нагрева. Внедрение ролика в заготовку обычно характеризуется изгибом заготовки: с одной стороны - вокруг радиуса закругления оправки, R_оп ; с другой стороны - вокруг радиуса рабочей кромки ролика R_r. РадиусR_оп должен быть не меньше 1,5r*. Деформация в этой зоне за счет изгиба достигает значительной величины, поэтому здесь наблюдается местное утонение, которое может привести к отрыву дна.

Деформирование с подтягиванием фланца - наиболее часто возникающая при формообразовании ситуация. При этом можно выделить несколько разновидностей. При перемещении ролика по конусу на прямом проходе деформированное состояние близко к плоскому, если фланец достаточно жесткий. Происходит растяжение металла на участке между роликом и оправкой. Если фланец не большой и не упрочненный, то он втягивается в зону пластической деформации, чем уменьшается степень утонения заготовки. При обратном проходе наблюдается аналогичная ситуация, с той лишь разницей, что растяжение происходит на участке между роликом и основанием фланца заготовки. При этом образуется некоторая волна металла перед роликом, которая перемещается к оправке, восстанавливая толщину заготовки.

Рисунок 26– Элементы движения ролика

Многие детали, изготавливаемые ротационной вытяжкой, сочетают в себе элементы нескольких типов. В этом случае нельзя останавливаться на какой либо одной стратегии формообразования. Модель механики процесса ротационной вытяжки оболочек без преднамеренного утонения должна строится на основе комбинации различных частных случаев и типов деталей.

Рисунок 27– Растяжение без подтягивания материала.

Многие детали, изготавливаемые ротационной вытяжкой, сочетают в себе элементы нескольких типов. В этом случае нельзя останавливаться на какой либо одной стратегии формообразования. Модель механики процесса ротационной вытяжки оболочек без преднамеренного утонения должна строится на основе комбинации различных частных случаев и типов деталей.

Рисунок 29 – Растяжение с подтягиванием материала.

Таким образом выделим следующие элементы операции:

– первый проход инструмента, особенностью которого является наличие жесткого фланца;

– формообразование консольной оболочки - наиболее часто встречающийся случай деформирования оболочки “по воздуху” между свободным фланцем и областью заготовки, находящейся в контакте с оправкой;

– деформирование фланца;

–деформирование области оболочки, находящейся между двумя зонами контакта (для упрощения терминологии будем называть этот случай формообразованием ступени или промежуточной зоной).