3. Разоаботка способов и выбор параметров зажима листовыъх материалов

1. Зажим тонких листов

Существующие зажимы на прессах РО – 3 ОП – 3, FEKD не позволяют осуществлять надежный зажим тонких листов (0,3 – 0,5 мм). Для отработки способов зажима изготовлялись образцы из материала Д16АТ толщиной 0,3 мм. Испытания осуществлялись на испытательной машине Р – IO по схемам, соответствующим схеме зажима обтяжных прессов.[6] По результатам проведенных исследований наибольший эффект зажима тонколистовых заготовок получен по схемам 1,2 (рис. 16). В этом случае возникает дополнительное напряжение от трения

∆σ₁ =

где : М – коэффициент трения;

Р – погонное усилие прижима;

t – толщина заготовки.

Дополнительное напряжение от радиуса вставки определиться

∆σ₂ =

где : σ – предел текучести материала;

R – радиус прокладки.

Величина дополнительного напряжения определиться:

∆σ = ∆σ₁ + ∆σ₂ = +

Создаваемые дополнительные напряжения от трения и перегиба по радиусу вставки увеличивает удерживающую способность при зажиме листов.

Проведенные эксперименты по выбору оптимального радиуса вставки показали следующие результаты: уменьшение радиуса закругления R обуславливает увеличение дополнительных изгибных растягивающих напряжений, но при этом увеличивается концентрация напряжений в месте изгиба. Так величина коэффициента концентрации напряжений для образцов составляла:

R, мм	К
1,0	2,7
1,2	2,1
1,5	1,4

Таким образом, уменьшение радиуса загиба тонколистовых материалов может провести к обрыву заготовки. Наиболее оптимальный радиус вставки R = 1,5 мм.

Рис 16.Схемы зажима однослойных и двухслойных материалов

2. Выбор конструкции зажимных губок с криволинейной поверхностью

В работе осуществлялась обтяжка обшивок с спрофилированными прокладками (рис. 16). Обтяжка с спрофилированными прокладками позволяет изменить условия и повысить надежность зажима материала заготовки внедрением зубьев рифления на большую глубину за счет повышенного удельного давления в конце зажима и исключении разрушения участка зажима путем уменьшения удельного давления в направлении технологического припуска.

Указанный метод крепленая образцов в зажиме пресса проверялся при обтяжке 2-х слойных заготовок и показал положительные результаты. Однако применение спрофилированных прокладок не позволяет осуществлять регулировку характера распределения удельного . давления по длине зажима в зависимости от вида материала.

Предложенная конструкция губок[5] (рис. 17 ) устраняет указанное недостатки и позволяет осуществлять зажим листовых заготовок с возможностью регулирования удельного давления по длине зажима за счет того, что плоские рабочие поверхности губок выполнены по радиусам, центры которых отстоят относительно друг друга на величину, равную толщине зажимаемой заготовки, причем на корпусе губок установлен регулятор смещения губок с фиксатором.

Конструкция губок (рис. 17 ) состоит из корпуса I, в котором размещаются верхняя 2 и нижняя 3 зажимные губки, воспринимающие усилие от силового привода. На корпусе установлен регулятор смещения губок 4 с фиксатором 5. Губки работают следующим образам. Усилие от силового привода передается на губки 2 и 3, перемещающиеся в корпусе I и на листовую заготовку. Смещение центров радиусов губок на толщину листа обеспечивает первоначальную регулировку удельного давления по длине зажимаемой части заготовки.

Рис. 17.Устройство для зажима листовых заготовок

Последующее регулирование удельного давления осуществляется смещением губок регулятором 4 с последующей фиксацией их в данном положении фиксаторам 5. Вследствие эксцентриситета радиусов кривизны губок 2 и 3 создается их непараллельность, которая обеспечивает первоначальный зажим материала на криволинейном участке, постепенно уменьшающийся к прямому. По мере нарастания усилия на заготовку осуществляется зажим материала по всей длине поверхностей зажимных губок с постепенным уменьшением удельного давления к выходу заготовки из губок. Характер эпюры удельных давлений по поверхности зажимных губок можно менять, увеличивая непараллельность поверхностей губок за счет их смещения из различных материалов с большим колебанием механических свойств и толщин и многослойных материалов. Проведем расчет конструкций губок. Представим распределение удельных давлений зажима согласно зависимости ( рис.18)

g = g₀ dφ (14)

где : g₀ – максимальное удельное давление;

φ – угол гиба.

Значение усилия обтяжки имеет вид

Р = 2 МВ

где - М – коэффициент трения;

В – ширина зажимаемого листа.

Рис.18.Схема губок с криволинейной поверхностью

Подставив значение (14) получим

Р =

или

g₀ =

Значение усилия зажима определиться

F = В

Величина предварительного смещения губок имеет вид

h sin

h – толщина листа.

Величина смещения губок

Е = E^* + h sin φ (19)

Абсолютная деформация по толщине листа в направлении длины губок

h_E^α = h – E cos α (20)

Учитывая, что α = 90⁰ – α

Абсолютная деформация по толщине листа в радиальном направлении

h_E^ρ = h – E sin α (21)

Относительная деформация в радиальном направлении

Значение удельного давления определиться

где: Е₁ = модель упругости ( в случае упругой деформации) и Е₁ = Е_пл – модуль пластичности ( в случае пластической деформации)

Подставляя значение (23) в (16) и (17) получим

P = 2 MB

F = B ( φ – sin φ cos φ) (25)

Рассмотрим вариант оптимальной конструкции. Условие оптимальности

или

Подставив

где: S – длина дуги зажимаемой поверхности губок;

R – радиус дуги зажимаемой поверхности губок.

тогда

Обозначим U = , тогда

или

Выполнив преобразования, получим:

[ U + sin (U) cos (U)] sin (U) = 0 (29)

Случай, когда U + sin (U) cos (U) = Г + 0,5 sin 2U = 0

имеет решение при Г = 0

тогда sin (U) = 0 , где n = 1,2…

U = n π

Рассматривая (26) имеем

Если задаться допустимой величиной ( )_доп, то всегда можно найти величину ( _доп. При этом выполняется правило. При постоянном отношении длины зажимаемой зоны листа к радиусу зажима имеет место постоянное отношение усилия зажатия к усилию обтяжки, обратное коэффициенту трения в зажиме. Величина смещения Е₁ при известном = const (т.е. S = const) определяется из условия

отсюда

Но E₁ = Е^* + h sin (

Тогда величина допустимого смещения губок друг относительно друга

Для проведения экспериментальных исследований были изготовлены зажимы радиусом 400 мм. Результаты экспериментальных исследований: показали, что зажимы данной конструкции обладают хорошей удерживающей способностью и могут быть использованы в конструкциях обтяжных прессов.