Способ формообразования поверхности деталей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(11) 565752 61) Дополнительное к авт, свид-ву б 1)м Клг В 21 0 35/О 2 Заявлено 14.02.74(21) 199 осударственныи комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийн открытий т 26.03(54) СП РМООБРАЗОВА ИИЯ ПОВЕРХ 110 СТ 11ДЕТАЛЕЙ мощью инструмента продолжает вдавливатьс;. в приспособление (матрицу), что сопровождается разрушением поверхностных слоев. Стадия пластических деформаций переходит в стадию скалывания. В этой стадии начале появляются микро, а затем макротрещпны, образующиеся у режущих кромок инструмента и матрицы, направленные по линии наибольших деформаций сдвига (поверхностям скольжения);. скалывающие тряпицы быстро распространяются во внутренние слои материала и вызывают отделение детали, При этом образуется неровная поверхность разде ления материала, состоящая из блестящего пояска (зона среза) и шероховатой части ( зона скалывания).Величина погружения инструмента в материал до появления скалывающих трещин зависит, в частности, от свойств обрабатываемого материала и скорости деформирования. Количественное соотношение между стадиями пластической деформации и скалыи потребное усилие формообразованиядной и той же количественной картийеления материала будет зависеть от рявания цри о разде присоединением заявкиИзобретение относится к обработке материалов давлением, в частности к способам, позволяющим получить поверхности сложной конфигурации.Известен способ формообразования поверх" 5 ности деталей путем предварительного определения потребного усилия деформирования, приложения его обрабатываемому материалу с одновременным регулированием величины усилия деформирования посредством обрат ной связи 1).Процесс формообразования состоит из трех стадий: упругих, пластических деформаций и скалывания, В начале процесса деформирования, чтр соответствует стадии упру- И гих деформаций, материал под инструментом и вблизи от него испытывает упругое сжатие и изгиб, а также слегка вдавливается в отверстие приспособления (матрицы), возника. ет "тарельчатостьф обрабатываемой детали. 20В этой стадии величина напряжения в материале ниже предела упругости. При даль. нейшем деформировании, т.е. погружении инструмента в материал, упругие деформации переходят в пластические, материал с по тень27 (53) УДК 621,983я 24 О 9 77 3 (Оав д)3да факторов, и том числе от формы и состояаи уежущих кромок инструмента и маэраща, физико механических свойств обрабатываемого материала.Таким образом, усилие формообразованияи сопротивление разрушению не остается постоянным, а изменяется по напряжению рабочего хода по высоте обрабатываемого матери апаеОднако, несмотря на регулирование, величины деформирующего усилия и скоростидеформации в известных способах формообразования зона скалывания составляет ешебольшой процент общего процесса формообразования, что приводит к образованию орео лов, сколов, расслоений, особенно на неметаллических материалах,При етом получить конфигурацию окон,пазов, отверстий с отношением их размерови толщине обрабатываемого материала мень-оше единицы трудно,Целью изобретения является повышениекачества поверхности обрабатываемых деталей и производительности труда,Для этого необходимо с учетом особенностей процесса формообразования лимитировать скорость деформирования и величинудеформирующего усилия, сведя к минимумузону скалывания. Одновременно вести непрерывную поднастройку процесса в соответствии с потребной величиной деформирующегоусилия, предварительно определенной длякаждой эоны деформации по высоте обрабатываемого материала (на протяжении рабочегохода инструмента) в зависимости отегофиэи-З 5ко-механических свойств, степени предварительного наклона, величины зазора, состояния режущих,кромок, скорости деформирования и т.п.Эта цепь достигается тем, что усилие 40деформирования изменяют скачкообразно взависимости от перехода материала из одногонапряженного состояния в другое, при этомв период каждого напряженного состояниявеличину усилия поддерживают постоянной. 4 бНа фиг, . представлена схема процесса деформирования материала, на фиг. 2 - график потребных усцлий Р формообразования для каждой зоны деформации в зависимости от величины - относительного вдавливанияЬ6инструмента в материал по высоте матерна ла, где Ь - глубина внедрения инструмента в материал;- толщина (высота) обраба тываемого материала; . Ьм работа упругой и пластической деформации; Д - работа разрушения; Аур - работа трения.Для того, чтобы.сделать отверстие в детали, предварительно определяют потребное усилие деформирования по высоте обрабатываемого материала для каждой зоны деформа. ции. Регистрацию усилий формообразования и перемещений инструмента при заданной величине зазора, конструкции режущих кромок и быстроходности пресса ведут методом тензометрирования с помощью проволочных датчиков сопротивления, наклеенных на мессдозу и соединенных в мостовую схему. Перемещение инструмента в процессе формообразования регистрируют с помощью тенэодатчиков, Для автоматической записи показаний датчиков применяют осциллограф.Варьируя конструкторско-техвэдогическими параметрами процесса формообразования, находят оптимальные потербные усилия формообразования для каждой эоны деформации в зависимости от физико-механических свойств обрабатываемого материала по его высоте.Найденное оптимальное, потребное усилие деформирования устанавливают (программируют) на задающем датчике дифференциального усилителя.Йалее с момента касания заготовки ю- струментом измеряют усилие деформирования, сравнивая его с заданным (установленным на задающем датчике) усилием деформирован ия.П р и м е р, В плате иэ прессматериала АГС ГОСТ 1 ОО 87-62 толщиной 2 мм необходимо выполнить отверстие прямоугопь ной формы с размерами, указанными в табл. 1.- Предельные энач эаний датчи- потребньх уси дой эоны деличины + 60 ков послий Рформапи Предварительно определяют потребное усилие деформирования по высоте обрабаты-ВаемОго материала для каждОЙ эоны дефоэ ц малин. При атом следует учитывать особенности обрабатываемого материала.Регистрацию усилий формообразований веу дут методом тенэометрирования с помощью проволочных датчиков сопротивления, пакле енных на мессдоэу и соединенных в мостовую схему.Перемещение инструмента в процессе фор- да результатам записи покатроен график ,фиг. 2)формообразования для кажи в зависимости от ве Ю 144 4 .,ч. 1 ъ Г 4мообраэования регистрируют с помоныо индивидуальных тенэодатчиов. Л,я автоматическОЙ эаиси показаний датчпхов прнменяХОтосциллограф К,Варыруя кОнструкторско тохнмОГ 1 чеО екими параметрами процесса формообразования,находят оп.имальные потребные усилия формообразования для каждого напряженногосостояния материала.Дли данного примера имеют следуОщие(табл. 2) гараметры. относительного вдавлВаНя инструмента вматериал по высоте материала, гдеглубина Внедрения инструмента В мат".;3 ял3 ф толщина высота обрабатываемого7материала,"Ья- работа упругости пластической деформации; Ар - работа разрушения; Ьтр, - работа трения.Найденное оптимальное потребное усилиедеформирования устанавливают (программиф 5руют) на задающем датчике дифференциаль, ного усилителя. В процессе проведения обработки материала производится сравнениеусилий деформирования практического и оптимального. Получаемый сигнал рассогласо. Ования посредством конструктивных элементов, используемых в устройстве для реализации данного способа, преобразуется и таким образом осуществляется поддерживаниепотребного усилия деформирования в заданных пределах для каждого напряженногосостояния,Предлагаемый способ позволяет исключитьдефекты, получаемые при штамповании известными способами, такие как расслоение, 20ореолы, сколы и тому подобные, повыситьточность (до второго класса включительно)и чистоту поверхности обрабатываемых деталей (9 8 - 98),8 Формула изобретения Способ формообразовании поверхности деталей путем предварительного определения потребного усилия деформирования, приложения его к обрабатываемому материалу с одновременным регулированием величины усилия деформирования посредством обратной связи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обрабатываемой поверхности и увеличения производительности, усилие деформирования изменяют скачкообразно в зависимости от перехода материала из одного напряженного состояния в другое, цри этом в период каждого напряжен ного состояния величину усилия поддерживают постоянной.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Автоматизапия процессов сварки иобработки давлением под ред. В, М, Йййфмшина М"Наукаф, 1966, с. 181 161,