RU1439825C - Способ гибки с растяжением - Google Patents
Способ гибки с растяжением Download PDFInfo
- Publication number
- RU1439825C RU1439825C SU4162392A RU1439825C RU 1439825 C RU1439825 C RU 1439825C SU 4162392 A SU4162392 A SU 4162392A RU 1439825 C RU1439825 C RU 1439825C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tension
- value
- cycle
- bending
- additional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам гибки с растяжением, и может применятся в различных отраслях машиностроения. Целью изобретения является повышение качества деталей за счет уменьшения пружинения и снижение трудоемкости за счет сокращения объема ручных доводочных работ. Заготовку предварительно растягивают, а затем изгибают на требуемый угол с циклическим приложением дополнительного растяжения. В каждом цикле, начиная со второго, вначале осуществляют упругое нагружение от величины предварительного растяжения до максимальной величины усилия предыдущего цикла, затем продолжают нагружение в пластической области, увеличивая дополнительное растяжение прямо пропорционально величине угла изгиба, а в конце каждого цикла осуществляют упругую разгрузку с уменьшением величины дополнительного растяжения до величины предварительного растяжения. Способ повышает точность изготовления деталей за счет уменьшения пружинения после снятия нагрузки. 2 ил. 1 табл.
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к гибке с растяжением, и может применяться в различных отраслях машиностроения.
Целью изобретения является повышение качества деталей за счет уменьшения пружинения и снижение трудоемкости за счет сокращения объема ручных доводочных работ.
На фиг. 1 дана схема, отражающая качественный характер зависимости дополнительного растяжения Р от угла гибки αк согласно изобретению (сплошная линия) и известному способу (штриховая линия); на фиг. 2 профиль для гибки с растяжением, рассмотренный в примере.
Заготовку предварительно растягивают, а затем изгибают на требуемый угол с циклическим приложением дополнительного растяжения, причем в пределах одного цикла дополнительного растяжения вначале производят нагружение от усилия предварительного растяжения до максимального усилия предыдущего цикла по закону упругой деформации, а затем продолжают нагружение с усилием, пропорциональным изменению угла гибки по закону пластической деформации, и в конце цикла сбрасывают нагрузку до усилия предварительного растяжения по закону упругой деформации, при этом циклическое дополнительное растяжение в конце гибки не должно превышать допустимого усилия.
Участок профиля, не контактирующий с пуансоном (участок схода), является прямолинейным, и для него в любой текущий момент гибки с растяжением характерна по всему сечению однородная деформация и напряжение (в дальнейшем для краткости назовем просто деформация ε и напряжение σ). Следовательно, изменение усилия дополнительного растяжения на величину ΔР вызывает на участке схода однородное по всему сечению приращение деформации Δε и напряжения Δσ, через которое величину ΔР определят по формуле
ΔР Δσ ˙ F, (1) где F площадь поперечного сечения профиля.
ΔР Δσ ˙ F, (1) где F площадь поперечного сечения профиля.
Таким образом, закон изменения усилия подобен закону изменения напряжения Δσ участка схода профиля, и коэффициент пропорциональности равен по величине площади поперечного сечения профиля. Определим закон изменения напряжения в цикле.
При нагружениях, которые имеют место в начале цикла при изменении дополнительного растяжения от усилия предварительного растяжения до максимального усилия предыдущего цикла и в конце цикла при сбрасывании нагрузки (разгрузка) от максимального усилия цикла до усилия предварительного растяжения, изменение дополнительного напряжения происходит по закону упругой деформации модуля Е:
Δσ1 Е ˙ Δε, (2) где Е модуль упругости.
Δσ1 Е ˙ Δε, (2) где Е модуль упругости.
Изменение усилия дополнительного растяжения в данном случае согласно выражению (1) с учетом (2) равно
ΔР1 Е ˙ Δε F. (3)
При нагружении от максимального усилия предыдущего цикла до максимального усилия последующего цикла (условие ограничения цикла дано ниже) изменение дополнительного напряжения происходит пропорционально изменению угла гибки по закону пластической деформации модуля η
Δσ2 η Δ ε, (4) где η касательный модуль, равный
η ;
σ K ˙ εn закон пластической деформации;
К, n константы степенной аппроксимации зависимости между напряжениями и упругопластическими деформациями.
ΔР1 Е ˙ Δε F. (3)
При нагружении от максимального усилия предыдущего цикла до максимального усилия последующего цикла (условие ограничения цикла дано ниже) изменение дополнительного напряжения происходит пропорционально изменению угла гибки по закону пластической деформации модуля η
Δσ2 η Δ ε, (4) где η касательный модуль, равный
η ;
σ K ˙ εn закон пластической деформации;
К, n константы степенной аппроксимации зависимости между напряжениями и упругопластическими деформациями.
Изменение усилия дополнительного растяжения в данном случае записывается как
ΔР2 η Δ ε F. (5)
Пусть изменение деформации дополнительного растяжения происходит по зависимости
Δε= К1 ˙ Δt, (6) где К1 коэффициент пропорциональности;
Δt промежуток времени, за который произошло изменение деформации дополнительного растяжения на величину Δε.
ΔР2 η Δ ε F. (5)
Пусть изменение деформации дополнительного растяжения происходит по зависимости
Δε= К1 ˙ Δt, (6) где К1 коэффициент пропорциональности;
Δt промежуток времени, за который произошло изменение деформации дополнительного растяжения на величину Δε.
Зависимость (6) можно записать и в другом виде
Δε= К2 ˙ Δα, (7) где К2 коэффициент пропорциональности;
Δα изменение угла гибки при изменении деформации дополнительного растяжения на величину Δε.
Δε= К2 ˙ Δα, (7) где К2 коэффициент пропорциональности;
Δα изменение угла гибки при изменении деформации дополнительного растяжения на величину Δε.
Сравнивая выражения (6) и (7), получаем
Δα t (8)
Приращения усилий при изменении дополнительного растяжения по закону упругой и пластической деформации за один и тот же промежуток времени Δt согласно формулам (3) и (5) с учетом (6) записываются как
ΔР1 К1 ˙ Е ˙ F Δt; (9)
P2 K1 ηF Δt, (10) а скорости изменения дополнительных усилий соответственно равны
Δv1 K1EF; (11)
Δv2 K1ηF. (12)
Разделив Δv1 на Δv2, получим
(13)
Отношение Δv1/Δv2 определяет, во сколько раз быстрее происходит изменение дополнительного растяжения по закону упругой деформации по сравнению с изменением дополнительного растяжения по закону пластической деформации за один и тот же промежуток времени. Например, для сплава АМг5М среднее значение отношения E/η 85, а для стали 10 Е/η 100.
Δα t (8)
Приращения усилий при изменении дополнительного растяжения по закону упругой и пластической деформации за один и тот же промежуток времени Δt согласно формулам (3) и (5) с учетом (6) записываются как
ΔР1 К1 ˙ Е ˙ F Δt; (9)
P2 K1 ηF Δt, (10) а скорости изменения дополнительных усилий соответственно равны
Δv1 K1EF; (11)
Δv2 K1ηF. (12)
Разделив Δv1 на Δv2, получим
(13)
Отношение Δv1/Δv2 определяет, во сколько раз быстрее происходит изменение дополнительного растяжения по закону упругой деформации по сравнению с изменением дополнительного растяжения по закону пластической деформации за один и тот же промежуток времени. Например, для сплава АМг5М среднее значение отношения E/η 85, а для стали 10 Е/η 100.
Если теперь допустить, что при нагружении по закону пластической деформации произошло изменение усилия дополнительного растяжения на ΔР2и соответствующее изменение угла гибки на Δα2, то используя выражение (8), (9) и (10) с учетом равенства ΔР1 ΔР2, получим
Δα1 = (14) или согласно формуле (8)
Δt1 = (15)
Формулы (14) и (15) показывают изменение угла гибки и соответствующее этому изменению время при нагружении по закону упругой деформации при изменении усилия дополнительного растяжения на ΔР1 ΔР2через аналогичные изменения при нагружении по закону пластической деформации.
Δα1 = (14) или согласно формуле (8)
Δt1 = (15)
Формулы (14) и (15) показывают изменение угла гибки и соответствующее этому изменению время при нагружении по закону упругой деформации при изменении усилия дополнительного растяжения на ΔР1 ΔР2через аналогичные изменения при нагружении по закону пластической деформации.
Профиль, например Z-образный, нормальный прессованный (см. таблицу) из материала АМг5М (уравнение кривой течения σ= 550 ˙ ε0,2МПа, σт 176 МПа, εт 0,0034, σв 398 МПа, εв= 0,2), необходимо изогнуть по пуансону радиуса R 4 м на угол αк 220о. Усилие предварительного растяжения: P0 εтF 176 ˙ 106 ˙ 218 ˙ 10-6 38368 H.
Геометрические параметры сечения профиля приведены в таблице.
Окончательное усилие после гибки на полный угол определяется по зависимости
Pк=(Po+D·So/P)exp, (16) где μ коэффициент трения;
α угол гибки в радианах;
D модуль линейного упрочнения материала, равный
D 1129 МПа
S0 статический момент сечения профиля относительно его нижнего слоя.
Pк=(Po+D·So/P)exp, (16) где μ коэффициент трения;
α угол гибки в радианах;
D модуль линейного упрочнения материала, равный
D 1129 МПа
S0 статический момент сечения профиля относительно его нижнего слоя.
Величина допустимого усилия с учетом деформации от изгиба профиля записывается
Pд=σд·F=K(εв-εи)n·F=K·[εв-(h-hц.т)/R]n=K-h /RF=
000-3 /4218·10-6=к
Для устранения ползучести материала практически определено, что цикл по времени не должен превышать 5 с, что соответствует примерно 10оугла гибки. Таким образом, гибку с растяжением на угол 220о необходимо разбить на 22 цикла.
Pд=σд·F=K(εв-εи)n·F=K·[εв-(h-hц.т)/R]n=K-h /RF=
000-3 /4218·10-6=к
Для устранения ползучести материала практически определено, что цикл по времени не должен превышать 5 с, что соответствует примерно 10оугла гибки. Таким образом, гибку с растяжением на угол 220о необходимо разбить на 22 цикла.
Изменение дополнительного растяжения в цикле от максимального усилия предыдущего цикла происходит пропорционально изменению угла гибки Δα2 по закону пластической деформации и в конце цикла при Δα2 10оравно
ΔP2 10=898 H,
Первоначально профиль растягивают усилием Рo 35752 Н. Затем начинают гибку с одновременным увеличением растягивающего усилия пропорционально углу изгиба по закону пластической деформации. В первом цикле первый этап отсутствует, так как максимальное усилие предыдущего цикла равно усилию предварительного растяжения. При достижении угла гибки 10о усилие растяжения заготовки составляет Р Po+ ΔР2 38368 + 398 + 39266 Н. Затем автоматически быстро сбрасывают усилие растяжения до Р0 и гнут заготовку на заданный угол без остановки. При автоматическом сбрасывании усилия по закону упругой деформации происходит малое изменение угла гибки (гибка происходит без остановки), которое согласно формуле (14) равно
Δα1 10=0,11°.
ΔP2 10=898 H,
Первоначально профиль растягивают усилием Рo 35752 Н. Затем начинают гибку с одновременным увеличением растягивающего усилия пропорционально углу изгиба по закону пластической деформации. В первом цикле первый этап отсутствует, так как максимальное усилие предыдущего цикла равно усилию предварительного растяжения. При достижении угла гибки 10о усилие растяжения заготовки составляет Р Po+ ΔР2 38368 + 398 + 39266 Н. Затем автоматически быстро сбрасывают усилие растяжения до Р0 и гнут заготовку на заданный угол без остановки. При автоматическом сбрасывании усилия по закону упругой деформации происходит малое изменение угла гибки (гибка происходит без остановки), которое согласно формуле (14) равно
Δα1 10=0,11°.
То же приращение угла гибки происходит в начале второго цикла при нагружении по закону упругой деформации от усилия предварительного растяжения до максимального усилия первого цикла, равного 39266 Н. Затем гнут заготовку с одновременным увеличением растягивающего усилия пропорционально углу изгиба по закону пластической деформации. При достижении угла гибки 20о усилие растяжения заготовки составляет Р Рo+ 2ΔP 38368 + 2 ˙ 898 40164 Н. Затем автоматически быстро сбрасывают усилие растяжения до Р0, по закону упругой деформации соответствующее изменению угла гибки, в данном случае
Δα1 2Δα1 2·10=0,22°.
Δα1 2Δα1 2·10=0,22°.
Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого способа определяется следующими показателями: повышением точности изготовления деталей за счет уменьшения пружинения заготовки после снятия внешней нагрузки и сокращением объема ручных доводочных работ.
Claims (1)
- СПОСОБ ГИБКИ С РАСТЯЖЕНИЕМ, при котором заготовку предварительно растягивают, а затем изгибают на требуемый угол с циклическим приложением дополнительного растяжения в области пластических деформаций и разгружением в конце каждого цикла с уменьшением величины дополнительного растяжения до величины предварительного растяжения, отличающийся тем, что, с целью повышения качества деталей за счет уменьшения пружинения и снижения трудоемкости за счет сокращения объема ручных доводочных работ, в каждом последующем цикле нагружение в области упругих деформаций осуществляют от величины предварительного растяжения до максимальной величины усилия предварительного растяжения предыдущего цикла, а нагружение в области пластических деформаций осуществляют прямо пропорционально величине угла изгиба.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4162392 RU1439825C (ru) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Способ гибки с растяжением |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4162392 RU1439825C (ru) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Способ гибки с растяжением |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1439825C true RU1439825C (ru) | 1995-08-09 |
Family
ID=30440569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4162392 RU1439825C (ru) | 1986-12-15 | 1986-12-15 | Способ гибки с растяжением |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1439825C (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749788C1 (ru) * | 2020-07-30 | 2021-06-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Способ формообразования металлической заготовки детали из плит |
-
1986
- 1986-12-15 RU SU4162392 patent/RU1439825C/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 679283, кл. B 21D 11/20, 1979. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749788C1 (ru) * | 2020-07-30 | 2021-06-16 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Способ формообразования металлической заготовки детали из плит |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kim et al. | Fatigue properties of a fine-grained magnesium alloy produced by equal channel angular pressing | |
Tóth et al. | Severe plastic deformation of metals by high-pressure tube twisting | |
Samuel | Influence of drawbead geometry on sheet metal forming | |
Lee et al. | Analyses of axisymmetric upsetting and plane-strain side-pressing of solid cylinders by the finite element method | |
Evans et al. | Creep induced by load cycling in a C-Mn steel | |
Emmens et al. | Cyclic stretch-bending: mechanics, stability and formability | |
Pereira et al. | Contact pressure evolution at the die radius in sheet metal stamping | |
RU1439825C (ru) | Способ гибки с растяжением | |
US7322223B2 (en) | Creep forming a metallic component | |
Marciniak | Sheet metal forming limits | |
Cescotto et al. | Calibration and application of an elastic viscoplastic constitutive equation for steels in hot‐rolling conditions | |
Martínez et al. | A new approach to evaluate bending forces for deep-drawing operations of a TRIP700+ EBT steel sheet | |
Green et al. | Estimation of load and torque in the hot rolling process | |
Liu et al. | Eliminating springback error in U-shaped part forming by variable blankholder force | |
AU2002317290A1 (en) | Creep forming a metallic component | |
JP5429700B2 (ja) | テンションレベラー | |
DE19642995C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von biege- oder torsionsbelasteten Trägern mit U- oder V-förmigem Profil | |
Parsa et al. | Bending of work hardening sheet metals subjected to tension | |
US2764514A (en) | Process for producing steel rods for prestressing concrete | |
SU425697A1 (ru) | Способ пластической деформации листовых заготовок | |
Ding et al. | Instability in bending-under-tension of aged steel sheet | |
Podolny | Understanding the steel in prestressing | |
Šarić et al. | SPRINGBACK IN AIR VEE BENDING PROCESS | |
Tuǧcu | Tensile instability in a round bar including the effect of material strain-rate sensitivity | |
Huda | Plasticity and Superplasticity–Theory and Applications |