ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

В.И. Максименков В.И. Корольков

В.В. Самохвалов М.В. Молод

ОСОБЕННОСТИ ЗАЖИМНЫХ УСТРОЙСТВ

ДЛЯ ОБТЯЖНЫХ И ПРОФИЛЕГИБОЧНЫХ ПРЕССОВ

Утверждено Редакционно – издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2012

УДК 62 – 213.6

Особенности зажимных устройств для обтяжных и профилегибочных прессов: учеб. пособие / В.И. Максименков, В.И. Корольков, В.В. Самохвалов, М.В. Молод. Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2012. 84 с.

В учебном пособии приведены конструктивные особенности зажимов, применяемых в обтяжных прессах, предложены новые конструктивные решения зажимов, обеспечивающих надежную фиксацию листовых материалов.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 160100.65 «Самолето- и вертолетостроение» и направлению 221400.62 «Управление качеством», дисциплинам «Конструкция и проектирование технологического оснащения» и «Технологическое оснащение и оборудование».

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS Word и содержится в файле «учебное пособие.doc».

Табл. 11. Ил. 42. Библиогр.: 7 назв.

Рецензенты: зам. директора филиала ОАО «Корпорация» «Иркут» в г. Воронеже

канд. техн. наук В.А. Шалиткин;

канд. техн. наук, доц. Е.Н. Некравцев

© Максименков В.И., Корольков В.И., Самохвалов В.В., Молод М.В., 2012

© Оформление. ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный

технический университет», 2012

Введение

В конструкции летательных аппаратов находят применение листовые и профильные конструктивные элементы, которые в большей степени получают на обтяжных прессах. Основные браковочные признаки, возникающие при формообразовании обшивок и профилей – разрыв материала заготовки, пружинение, выскальзывание заготовки из зажимов оборудования.

С целью исключения браковочных признаков – устранения выскальзывания заготовки из зажимов, что особенно важно при изготовлении деталей на оборудовании с ЧПУ необходимо рассмотреть вопросы, включающие особенности трения в зажимах, влияние различных параметров на процесс фиксации заготовок.

В учебном пособии приведены конструктивные особенности зажимов, применяемых в обтяжных прессах. Предложены новые конструктивные решения зажимов, обеспечивающие зажим тонколистовых заготовок. Особый интерес представляют конструкции зажимов для фиксации двухслойных заготовок. Интерес представляют результаты проведенных экспериментальных исследований.

1. Состояние науки о трении [ 1,2,7]

Вопросом взаимодействия соприкасающихся по­верхностей двух тел, испытывающих давление, нормальное к их поверхности, и нагруженных силами, стремящимися переместить поверхность одного тела относительно другого, начали интересоваться еще в XVI веке. Первым ученым, открывшим законы трения, был Леонардо да Винчи, который установил, что сила трения на поверхностях соприка­сающихся тел пропорциональна нормальному давлению, то есть

T = µ Q (1)

где T – усилие сопротивления скольжению,

Q – усилие давления тела на плоскость скольжения,

µ - коэффициент трения, величину которого Леонардо да Винчи считал постоянной для различных тел, при условии достаточной гладкости поверхности.

Позднее многочисленными экспериментами различных исследователей, среди которых можно назвать имена Амонтона, Лейбница, Эйлера, Котельникова, Кулона и др., было установлено, что коэффициент сухого трения не есть величина постоянна: для данной трущейся пары.

Особенно большая заслуга в деле развития теории трения принадлежит Кулону, который в конце XVIII столетия в результате большого количества опытов, позволивших ему установить законы трения, сформулированные ранее Амонтоном (1699) обнаружил, что коэффициент трения зависит от материала трущихся тел, шероховатости их поверхностей, длительности контакта и скорости скольжения.

Господствующим в XVIII веке взглядом на физическую природу трения была гипотеза, согласно которой сила трения возникает вследствие сопротивления, которое оказывают неровности поверхности одного тела, вклинившись в неровности другого тела. При перемещении происходит механическое воздействие, заключающееся, по мнению. одних, в отгибании и обламывании выпуклостей.

Английский физик Томлинсон сделал попытку по­строения теории трения, исходя из представления о молекулярной природе вещества. Он считает силы трения следствием наличия сил молекулярного притяжения и отталкивания и предложил полученную теоретическим путем расчетную формулу

(2)

где l – расстояние между центрами молекул,

W_Д – потеря энергии при разъединении пары молекул,

K_a и К_b – модули сжатия,

q_a и q_b – модули сдвига.

В работах Б. В. Дерягина анализируется механизм трения. Закономерности трения он выводит, исходя из общих физических положений. Им предложена закономерность, действительная и для монокристаллов, и для поликристаллических поверхностей.

T = µ (N + S_фP_о) = µ S_ф (Р + Р_о) (3)

где S_ф – фактическая площадь соприкосновения,

Р – фактическое удельное давление,

Р_о - равнодействующая молекулярного притяжения на единице площади истинного контакта.

И. В. Крагельский, учитывая, наряду с силами молекулярного сцепления, влияние сил механического зацепления профиля неровностей и принимая соотношение между площадью молекулярного взаимодействия и площадью механического взаимодействия величиной постоянной, предлагает следующую зависимость для определения силы трения:

Т= (α + β q ) S_ф (4)

где α и β – параметры, зависящие от механических и молекулярных свойств поверхностей,

q = - удельное давление (5)

Отсюда коэффициент трения будет выражаться зависимостью

(6)

Это соотношение Крагельский называет обобщенным законом трения.

Выше приведен краткий обзор работ, претендующих на теоретическое обоснование процесса трения. Количество работ по экспериментальному исследованию отдельных параметров процесса трения во много раз больше.

Перейдем теперь к рассмотрению того, в какой мере современное состояние науки о трении может способствовать решению задачи, сформулированной в заглавии работы.

В связи с этим полезно различать гладкие поверхности на зажимных устройствах и поверхности с насечкой, понимая под первыми поверхности, величина неровностей которых соизмерима с величиной неровностей на поверхности зажимаемого металла.

На гладкие поверхности зажимов в большей мере должны распространяться закономерности науки о трении.

Рассмотрим по порядку основные факторы, влияющие на величину силы трения между гладким зажимом и поверхностью зажимаемого материала в соответствии с современным состоянием науки о трении.