CS229373B1 - Způsob simulování a řízení tvářecího procesu zejména hy^romechanického tažení - Google Patents

Abstract

Způeob simulování a řízení tvářecího procesu, jehož podstata spočívá v tom, že ae tvar materiálu v prostoru mezi vnitřní hranou (rp) přidržovače a tažnlkem při každá ze svolených poloh průtažníku popíše soustavou přechodových kružnic, kde každá kružnici odpovídají jiná napštové hodnoty v plechovém příetřihu, vycházející z rovnovážného napělového atavu ve tvářeném materiálu v tečném bodě, přičemž ae napělové hodnoty sledují v obou tečných mlatech a porovnávají ee e okamžitou tahovou pevností plechového materiálu až ae za soustavy zjištěných napšlových hodnot urči mezní hodnota vyhovující okamžité tahové pevnosti přlatřihu, která určí hodnotu tlaku kapaliny v konkrétní poloze tažníku.

Description

Vynález se týká\ simulování a řízení tvářecího procesu, zejména hydro mechanické ho tažení hlubokých a tvarově členitých součástí z plechu v tlakové komoře tvořící průtažnici, která je vyplněna kapalinou na jejímž horním okraji leží plechový přístrih zatěžovaný pridržovačem a vtahovaný pronikajícím prútažníkem do tlakového prostoru průtažnice.

Hluboké hydromechanické tažení principielně umožňuje zhotovení hlubokých a tvarově složitých součástí z plechu v jednom pracovním cyklu lisu, avšak jen tehdy, pokud jsou nastaveny vhodné parametry tažného procesu, kterými v případě hydromechanického tažení, kromě geometrie nástroje jsou přidržovací síla a tlak kapaliny v tažné komoře. U tvarově jednoduchých součástí, např. válců ee jedná o zjištění dvou výšeuvedených hodnot, u tvarově složitějších součástí např. kuželů a paraboloidů jde o zjištění hodnoty přidržovací síly a dále funkční závislosti mezi hloubkou tažení a hodnotou tlaku kapaliny v tlakové komoře, která má podobu šablony nebo vačky.

Stanovení vhodných parametrů se dosud provádí experimentálně většinou přímými zkouškami na lisu, přičemž dochází ke značným materiálovým ztrátám v podobě destruovaných výlisků, déle ke ztrátám energie a vynaložené pracnosti u součástí složitých tvarů, t.j. napr. u kuželů a paraboloidů je experimentální metoda zvláště zdlouhavá a nákladná.

229 373

Jinou nevýhodou experimentálních metod je to, že neumožňují progn^zovat, zda součást je tažením zhotovitelná či nikoliv, že nutně vyžadují zhotovení zkuěebního nástroje a provedení zkoušek, což je značně nákladné a nehospodámé, zvláště s při hládnutím k možnosti negativního výsledku zkoušek, a tím k neupotřebení zhotoveného nástroje.

Uvedené nevýhody odstraňuje způsob simulování a řízení tvářecícho procesu dle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se tvar materiálu v prostoru mezi vnitřní hranou r přidrP žovače a tažníkem při každé ze zvolených poloh průtažníku popíše soustavou přechodových kružnic, které se tečně dotýkají rédiusu přidržovače a povrchu tažníku, kde poloměru každé kružnice odpovídá určitý úhel fa opásání kolem rádiusu vnitřní hrany r^ přidržovače a tečně přiléhající k povrchu tažníku, kde každé kružnici odpovídají jiné napěťové hodnoty, v plechován přístřihu vycházející z rovnovážného napěťového stavu ve tvářeném materiálu v tečnán bodě na rádiusu vnitřní hrany přidržovače, odvozeném z ideálního přetvářného napětí a napětí od třecích sil na přírubě ze strany jedné a radiálního membránového napětí v přechodové kružnici na straně druhé, přičemž se napěťové hodnoty sledují v obou tečných místech a porovnávají se β okamžitou tahovou pevností plechového materiálu až se ze soustavy zjištěných napěťových hodnot určí mezní hodnota vyhovující okamžité tahové pevnosti přístřihu, která určí hodnotu tlaku kapaliny v konkrétní poloze h tažníku. Vlastní vyhledání soustavy přechodových kružnic se uskutečňuje s výhodou pomocí samočinného počítače, stejně jako zjišťování napěťových hodnot v tečných místech. Při vyhledávání přechodové kružnice je pro každý konkrétní úhel β v rozmezí 0 - 90°, z bodu 2 * vysílána normála ke kružnici (obecně k libovolné křivce) definující přidržovač, tvořící geometrické místo středů přechodových kružnic, přičemž nale»í konkrétního středu přechodové kružnice je řešeno prokládáním množiny bodů této normály přímkami procházejícími středem křivosti obrysové křivky popisující tažník a postupným vyhodnocováním vzdálenosti průniků příruby s obrysem tažníku a vzdálenosti bodu 2 * na křivce přidržovače k předpokládanému středu přechodové křivky, přičemž korekce velikosti

- 4 229 373 poloměru r_Q jeou” samočinně prováděny počítačem se zadaným krokem tolikrát, až dojde k tečnému dotyku přechodové kružnice s křivkou ee zadanou přesností, čímž je definován bod i, resp. poloměr r^·

Použití počítače ee jeví zvláště výhodné i pro vlastní vyjádření rovnovážného stavu v bodě 2* jak je patrno z níže uvedeného příkladu a vyobrazení, kde obr.l značí osový řez nástrojem, obr.2 soustavu přechodových kružnic a obr.3 výslednou křivku na šabloně, závislost tlaku p_K na hloubce tažení, použitelnou pro řízení hydraulického obvodu nástroje při hlubokém tažení.

Rovnováha napětí v bodě 2 z obr.l je určena vztahem

G

T2

1,1

Ρμ·^(γ«²~ ^ro²⁾

2.t.r”^r.

z toho tlak kapaliny odpovídající rovnovážnému stavu ^r. *^,2,t,rX*· ^p« - — a radiální napětí v bodě 1 má tvar r_T =

Pm^o²-^²) přičemž v souladu s předpoklady membránové teorie byla ohybová napětí ve tvářeném materiálu zanedbána.

Provádění způsobu je takové, že v každé konkrétní hloubce tažení h, jsou pro voleié úhly $ vyjádřena napětí C^rg v bodě 2 \ tlak kapaliny p^» napětiv bodě 1 a potom uloženy do paměti počítače. V dalším postupu jsou vypočtené ho dno t y , (^Tg * kontrolovány zda splňují podmínku, že jsou rovna nebo menší okamžité hodnotě meze pevnosti tvářeného materiálu ve sledovaných bodech 2^ a ,1. Nejvyšší, podmínce vyhovující hodnota napětí ^rl ^vza^^a P^ro definování maximálního přípustného tlaku p_M v tažné komoře pro konkrétní hloubku h. Opakováním popsaného postupu v jednotlivých hloubkách tažení je získána funkční

- 5 229 373 závislost p_M = f(h) představující řídicí funkci hydraulického obvodu nástroje, která je realizována do podoby šablony nebo vačky vkládané do řídicího systému stroje a nástroje.

Claims (3)

PňEMífiT VYNÁLEZU 229 373

1.

Způsob simulování a řízení tvářecího procesu, zejména hydrome chanického tažení hlubokých a tvarově členitých součástí z plechu, v tlakové komoře tvořící průtažnici, která je vyplněna kapalinou, na jejímž horním okraji leží plechový přístřih zatěžovaný přidržovačem s vnitřní hranou (Γρ), spolupracující s průtažníkem, pronikajícím do tlakového prostoru průtažnice při natahování plechového přístřihu za současného vtahování plechového přístřihu k průtažníku tlakovou kapalinou, vyznačený tím, že se tvar materiálu v prostoru mezi hranami při každé ze zvolených poloh průtažníku popíše soustavou přechodových kružnic, které se tečně dotýkají rádiusu přidržovače a povrchu tažníku, kde poloměru každé kružnice odpovídá určitý úhel ) opásání kolem rádiusu vnitřní hrany (Γρ) přidržovače a tečně přiléhající k povrchu tažníku, kde každé kružnici odpovídají jiné napěťové hodnoty v plechovém přístřihu, vycházející z rovnovážného napěťového stavu ve tvářeném materiálu v tečném bodě na rádiusu vnitřní hrany (rp) přidržovače, odvozeném z ideálního přetvářného napětí a napětí od třecích sil na přírubě ze strany jedné a raciálního membránového napětí v přechodové kružnici na straně druhé, přičemž se napěťové hodnoty sledují v obou tečných místech a porovnávají ee s okamžitou tahovou pevností plechového materiálu až ae ze soustavy zjištěných napěťových hodnot určí mezní hodnota vyhovující okamžité tahové pevnosti přístřihu, která určí hodnotu tlaku kapaliny v konkrétní poloze (h) tažníku.

2. Způsob simulování a řízení tvářecího procesu podle bodu 1, vyznačený tím, že soustava přechodových tečně se dotýkajících kružnic je vytvářena tak, že pro každý konkrétní úhel^ v rozmezí 0 - 90° je z bodu (2 Vysílána nonnála ke kružnici (obecně i k lib. křivce) definující přidržovač, tvořící geometrické místo středů přechodových kružnic, přičemž nalezení konkrétního středu přechodové kružnice je řešeno prokládáním množiny bodů této normály přímkami procházejícími středem křivosti obrysové křivky popisující tažník a postupným

229 373 vyhodnocováním vzdálenosti průniků přímky s obrysem tažníku a vzdálenosti bodu (2^ia křivce přidržovače k předpokládanému středu přechodové křivky, přičemž korekce velikosti poloměru jsou samočinně prováděny počítačem se zadaným krokem tolikrát, až dojde k tečnému dotyku kružnice přechodové s křivkou se zadanou přesností, čímž je definován bod(l), resp. poloměr (r^) na tažníku.

3. Způsob simulování a řízení tvářecího procesu podle bodu 1, vyznačený tím, že v jednotlivých konkrétních hloubkách tažení (4 vypočtené hodnoty pro jednotlivé velikosti úhlů, t.j. napětí(0^,₂)bodu (2 okamžitá pevnost materiálu v bodě(2^(l)_; hodnota tlaku «kapaliny (p^), napětí(6^,J v bodě(l)jsou ukládány do paměti a kontrolovány s podmínkou, zda napět ííG^^fG^-^) jsou menší nebo rovna okamžitým hodnotám meze pevnosti materiálu ve sledovaných bodech(2%(l), přičemž největší podmínce vyhovující hodnotu(G*_rj) je vzata pro definování přípustného tlaku(pjj)v tažné komoře pro konkrétní hloubku(h)·