Способ управления процессом дискретной правки заготовок

-27 л.93 е отделение Всесоюзноедовательского и проторского института мео машиностроения Ганеев(57) Изоке металлспособамкретной ОБ УПРАВЛЕНИЯ РАВКИ ЗАГОТОВО ретение относи ов давлением, управления про равки заготово РОЦЕССОИ ДИСк обработ а именно к цессами диск изгибом,госудАрственный номитет ссс ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(21) 4213547/ (22) 12,03.87 (46) 30.09,88 (71) Колпинск го научно-иссл ектно-конструк таллургическо им. А.И.Целик (72) В.П.Барди и В.В.Чернецов (53) 621.982.5(56) Авторское 9 1163937, кл кручением, сочетанием изгиба и кручения, Цель изобретения - повышениепроизводительности процесса при сох"ранении достигнутой точности правки.Способ заключается в том, что приправке непрерывно измеряют прикладываемую к заготовке действительную,нагрузку и отклонение заготовки оттребуемой формы, при этом скоростьдеформирования заготовки задают пониженной из условия обеспечения требуемой точности правки. Особенностьспособа состоит в том, что до началаправки определяют по приведенной зависимости ожидаемое значение необходимого для правки отклонения заготовки от формы, а после начала процессаправки задают повышенную скоростьдеформирования заготовки, которую затем уменьшают, 5 ил.30 Предлагаемый способ управления процессом дискретной правки загото" вок заключается в том, что непрерывно измеряют прикладываемую к заготовке действительную нагрузку и отклонение заготовки от требуемой формы, а скорость деформирования заготовки задают пониженной из условия обеспечения требуемой точности правки. При этом до начала процесса определяют ожидаемое значение а необходимого для правки отклонения заготовки иэ соотношения 35 40 иа асс ) 45 где ат изменение отклонения заготовки при ее упругом нагружении до значения 0наибольшее значение дейст 50 вительной нагрузки при упругом нагружении заготовки, значение действительной нагрузки, прикладываемой к заготовке при изменении ее отклонения на величину не меньшую 10 аисходное отклонение заготовки от требуемой формы," ИсХ Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам управления процессами дискретной правки заготовок изгибом, кручением, сочетанием изгиба и кручения, а также сочетанием изгиба и сдвига (при правке участков заготовок малой длины поперечным изгибом). Перечисленные ;процессы осуществляются на правильных прессах, правильно-раскруточных машинах и универсальных сортоправиль; ных машинах с поворотными в нескольких плоскостях зажимными головками.Изобретение может быть использовано , в металлургии, машиностроении и дру, гих отраслях промышленности при прав, ке сортового металла, труб и других 1заготовок удлиненной формы.Цель изобретения - повышение производительности процесса при сохра" нении достигнутой точности правки путем сокращения общей продолжитель,ности процесса правки без увеличения разброса значений пути, проходимого точками приложения нагрузки послЕ подачи сигнала на прекращение процесса. П - показатель интенсивности изменения действительной нагрузки в пластической стадиинагружения заготовки,После начала процесса задают повышенную скорость деформирования заготовки, а при достижении отклонениемазаготовки значения, отличающегося отожидаемого значения на величину, определяемую из условия получения минимально возможной продолжительностипроцесса правки, скорость деформирования заготовки уменьшают до пониженного значения,На фиг, 1 показан график зависимости скорости Ч деформирования заготовки от ее отклонения а от требуемой формы с оптимальным переходомот повышенной скорости к пониженной,"на фиг.2 - то же, с преждевременнымпереходом от повышенной скорости кпониженной; на фиг.З - то же, с поздним переходом от повышенной скоростик пониженной; на фиг4 - диаграммынагружения расчетная (1) и действительная (11) и разгрузки (111) заготовки; на фиг. 5 - функциональнаясхема устройства, реализующего предлагаемый способ..Для осуществления способа до начала процесса определяют ожидаемоезначение а фиг,1) необходимого дляправки отклонения заготовки,После начала процесса правки задаютповышенную скорость деформирования заготовки, максимальное значение которойограничено допускаемой для материаладанной заготовки скоростью деформирования или возможностями правильной машины. При достижении отклонением заготовки значения, отличающегося от ожидаемого значения а начвеличину с, скорость деформирования заготовки уменьшают до экспериментально определенного пониженногозначения, при котором разброс отклонений заготовки после подачи сигнала на прекращение процесса не превысит допускаемого отклонения. Поокончании процесса правки подаютсигнал на прекращение процесса. Точное определение значений а ис позволяет получить максимальнуюпроизводительность процесса правкидля данных повышенной и пониженнойскоростей деформирования заготовкипри максимальной точности правки,. и достигаемой при данной пониженной скорости.Если переход на пониженную скорость осуществлен преждевременно, то общая продолжительность процесса правки увеличится (фиг.2), С другой стороны, запаздывание с переходом на пониженную скорость приведет к тому, что сигнал на прекращение про цесса дается не при пониженной скорости (это имеет место, например, при подаче сигнала на прекращение процесса при достижении равенства между действительной и условной на грузками, что отрицательно повлияет на точность правки. Значение ан определяется как абсцисса точки пересечения диаграммы 20 нагружения заготовки и диаграммы ее разгрузки, проходящей через начало отсчета, соответствующее нулевому показателю искривленности (скручен- ности) заготовки. Это достигается путем совместного решения уравнений, описывающих диаграммы. Известные уравнения нагружения не могут быть использованы для решения поставленной задачи в связи с недопустимо большим отклонением расчетных диаграмм, описываемых известными уравнениями, от реальных диаграмм нагружения. Это объясняется тем, что известные уравнения нагружения получены с использованием грубых допущений. Например, известные уравнения изгибающего момента получены методом интегрирования моментов элементарных сил, вызванных действием нормальных напряжений изги ба. При таком методе эпюры напряжений растяжения и сжатия условно принимают одинаковыми, сложные эпюры распределения этих напряжений по высоте поперечного сечения заготовки 45 упрощают, искажение формы поперечного сечения при изгибе не учитывают, механические свойства материала заго,товок, полученные методом испытания образцов,. вырезанных из этих заготовок, считают постоянными для всех выправляемых заготовок. Для большинства поперечных сечений уравнения изгибающего момента в связи со сложностью их получения в литературе отсутствуют, При этом уравнения крутя: щего момента отсутствуют для всех заготовок некруглого поперечного сечения. В предлагаемом техническом решении в качестве основы для .получения искомого уравнения нагружения предлагается использовать реальную диаграмму нагружения реальной заготовки, выпрямляемой на реальной машине. Диаграмма нагружения, описываемая искомым уравнением, проходит через две точки реальной диаграммы нагружения с абсциссами (а, -а,) и а а ее ордината асимптотически приближается к значению Я/Ч При этих. условиях упомянутое искомое уравнение нагружения имеет вид Решая это уравнение совместно с уравнением диаграммы разгрузки(а/а,.)( получаем искомое соот- ношение В зависимости от вида деформации при правке в качестве отклонения а заготовки от требуемой формы используются прогиб Г заготовки между опорами при правке на прессах, угол скрученности д участка заготовки между зажимными головками правильнораскруточной машины, углы отклонения Ы., Ь граничных сечений выправляемого участка заготовки при правке на машинах с поворотными в нескольких плоскостях эажимными головками,а в качестве прикладываемой к заготовке действительнои нагрузки Я - усилие Р при правке на прессах, крутящий момент Г 1 при устранении скрученности заготовок на правильно-раскруточных машинах и изгибающий момент М при устранении искривленностизаготовок при помощи поворотных зажимных головок. Для получения максимально возможной точности определения а по искомому соотношению желательно, чтобы диаграмма, описываемая искомым соотношением, имела максимальное приближение к реальной диаграмме нагружения не на всем протяжении, а лишь в окрестностях точки с абсциссой а (где предполагается подать сигнал на прекращение процесса),Как видно иэ фиг.4, значение мр определяют при изменении .отклоненияа на величину, не меньшую 10 а . Притакой величине ордината точки с абсциссой а меньше ординаты чм , /Часимптоты при любом значении а ,.Для этого перед каждым последую 5щим циклом правки из полученного соотношения, используя значения входя:щих в него величин а , а , ани зкс( из предыдущего цикла, определяют более точное значение показателя П, Использование этого болееточного значения для определения ан,позволяет получить минимальную ошиб 1ку с = а-а н (фиг. 4), При этом используется метод итераций, которыйсводится к однообразным операциям,легко реализуемым на микроЭВМ, В качестве границ исходного промежутказначений а, в котором заключенорешение, можно использовать значения, а и (Б/И)Ь а, где Я/И - коэффици, ент, зависящий от формы поперечногосечения (при изгибе, например, он равен отношению пластического Б к упругому Ю моменту сопротивления),." Ь 1 - коэффициент запаса, исключающий выход решения за границы упомянутого промежутка,До начала процесса необходимо оп- З 0ределить также величину С, зависящуюот максимального изменения отклонения заготовки после подачи сигнала на остановку процесса, протекающего при повышенной скорости, Для этого необходимо установить заготовку 1 (фиг. 5) в рабочие органы правильной машины, например, в губки зажимных головок 2 и 3. МикроЭВМ 4 подает сигнал в блок 5 управления приводом 40 б на перемещение головок с повышенной скоростью, После подачи сигнала на прекращение процесса микроЭВМ, используя показания датчика 7 отклонения заготовки от требуемой формы, определяют путь, проходимый головкой 2 после подачи сигнала на прекращение процесса. По результатам нескольких упругопластических, нагружений определяют максимальное значение упомянутого пути. Указанное значение умножают на коэффициент, больший единицы (1,1-1,5). Чем меньше количество нагружений и чем больше разброс характеристик заготовки, правильной машины и параметров устройств системы управ пения, тем большим должно быть значение упомянутого коэффициента. Полученное в результате такого перемноже клонением а значения, отличающегося от найденного значения а на ве 1иличину С , определяемую экспериментально, как описано выше.Таким образом, точное определение ожидаемого значения а, необходимого для правки отклонения заготовки и упомянутой величины С, позволяет максимально использовать преимущества повышенной скорости деформирования заготовки, что повышает производительность процесса при сохранении или даже увеличении точности правки заготовок. Формула изобретенияСпособ управления процессом дискретной правки заготовок, при котором непрерывно измеряют прикладываемую к заготовке действительную нагрузку и отклонение заготовки от требуемой формы, а скорость деформирования заготовки задают пониженной из условия обеспечения требуемой точности правки, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью повышения производительности процесса при сохранении достигнутой точности правки, до начала процесса определяют ожидаемое значение а необходимого для правки отклонения заготовки от требуемой формы из соотношенияр-- ( -1) --- )ан Омакс Чмакс а а 0 Ч (а-анс ) где а - изменение отклонения заго товки при ее упругом нагружении до значения Цнаибольшее значение действительной нагрузки при упругом нагружении заготовки;значение действительной нагрузки, прикладываемой кзаготовке при изменении ееотклонения на величину, неменьшую 10 а; ч мыкс ния значение величинь 1 С определит момент перехода скорости с повьшенной на пониженную, Измерение действитель-. ной нагрузки Я осуществляется при помощи датчика 8 нагрузки.При осуществлении данного способа сигнал на прекращение процесса правки подают либо по достижении равенства между действительной и условной нагрузками (последнюю непрерывно вычисляют как произведение жесткости заготовки на текущее значение отклонения а), либо по достижении упомянутым от 1426668а, - исходное отклонение заготовки от требуемой формы,11 - показатель интенсивности изменения действительной на 5грузки в пластической стадиинагружения заготовки,после начала процесса задают повышенную скорость деформирования заготовки, а при достижении отклонениемзаготовки значения, отличающегося отожидаемого значения на величину, определяемую из условия получения минимально возможной продолжительностипроцесса правки, скорость деформирования заготовки уменьшают до пониженного значения,1426668 Составитель Э.КопаеРедактор М.Недолуженко Техред Ч,Дидык Л.Пилипенко Ко оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 4804/10 Тираж 709 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РауПодпискомитета СССРоткрытийкая наб д, 4/5