Способ правки длинномерных заготовок изгибом

 

СПСХЗОБ ПРАВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ЗАГОТОВОК ИЗГИБОМ, включающий устранение искривленности выправляемого участка заготовки приложением двух пар сил к концевым сечениям участкга и поворот этих сечений в сторону, обратную искривленности, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности правки заготовок с несимметричной неравномерной искривленностью перед устранением искривленности определяют разность углов отклонения концевых сечений от нулевого положения, соответствующего прямолинейному состоянию заготовки, полученную разность упомянутых углов умен1гщают до нуля путем приложения (Л к одному из концевых сечений пары сил, после чего создают обратную по знаку разность упомянутых углов, увеличивая ее ог нуля до величины, определяемой искривленностью участка , а затем заготовку разгружают. а: со а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 696 А

M5D B 21 D 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ исх

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3417132/25-27 (22) 02з 04 ° 2 (4б) 15 01 84. Бюл Р 2 (72) Р. А, Адамович, В, П, Бардин

Л, М.Бобров, Б. Ф,Вахтанов, IO, М, Ганеев, В. Н,Жучин, Л. К. Косырев, Б. М. Лебедев, Э. В. Позняков, Л.M.Рудель сон и A . 3, Слоним (71) Колпинское отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проек тно-кон струк торского инетитута металлургического машиностроения Научно-производственного объединения ВНИИМЕТМАШ (53) б21, 982, 47 (088 8) (5б) 1. Мошнин Е, Н, Исследование пластического изгиба, Труды

ЦНИИТМАШ, М., 1954, кн,б2, с 79-83, 2. Авторское свидетельство СССР

9 780926, кл В 21 O 3/00, 1977 (прототип), (54) (57) СПОСОБ ПРАВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ

ЗАГОТОВОК ИЗГИБОМ, включающий устра. нение искривленности выправляемого участка заготовки приложением двух пар сил к концевым сечениям участка и поворот этих сечений в сторону, обратную искривленности, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и точности правки заготовок с несимметричной неравномерной искривленностью перед устранением искривленности определяют разность углов отклонения концевых сечеьий от нулевого положения, соответствующего прямоли" нейному состоянию заготовки, полученную разность упомянутых углов 8 уменьшают до нуля путем приложения к одному иэ концевых сечений пары сил, после чего создают обратную ло знаку Зазаость YIIQMRHYTHx углов, С, увеличивая ее or нуля до величины, определяемой искривленностью участка, а затем заготовку разгружают, 1 06669 б

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к технологии правки сортового и лисового металла, труб и деталей машин удлиненной формы, и может быть использовано в металлургии, машиностроении и других отраслях народного хозяйства для устранения искривленности заготовок на правильных машинах с поворотными зажимными головками

Известен способ правки заготовок изгибом, включающий устранение искривленности выправляемого участка заготовки приложением двух пар сил к граничным поперечным сечениям упомянутого участка с обеспечением при перегибе этого участка равенства углов отклонения граничных сечений от нулевого пОложения, соответствующего прямолинейному состоянию заготовки f13

В связи с тем, что в известном способе пдворот граничных сечений осуществляют строго синхронно без согласования величины угла поворота каждого из упомянутых сечений с конкретными значениями углов исходного отклонения граничных сечений от нулевого положения, его можно использовать для правки искривленных участков, близких ао форме к дуге окружности, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ правки заготовок изгибом, включающий устранение искривленности выправляемого участка заготовки приложеним двух пар сил к концевым сечениям этого участка . Величины пар сил и соответствующих углов поворота граничных сечений согласуют в способе с конкретными значениями углов исходного отклонения граничных сечений от нулевого положения Г 22.

Однако способ характеризуется низкой точностью правки заготовок с несимметричной относительно середины выправляемого участка неравномерной искривлен ностью и недостаточно высокой производительностью, Низкая точность правки обусловлена сложностью обеспечения одно;временного уменьшения до допускае,,мых значений углов отклонения граничных сече ний от нулевого положения, что в свою очередь обусловлено сложностью решения задачи определения требуемых углов поворота граничных сечений

Сложность решения укаэанной задачи связана с тем, что угол поворота каждого из граничных сечений представляет собой сложную функцию двух

ràð сил, прикладываемых к этим сече" ниям, Такой характер зависимости

10 одновременного или другого постоянного во времени порядка приложения к заготовке пар сил. При различном же порядке приложения пар сил покаэател остаточной искривленности заготовки также будут различными даже при одних и тех же конечных значениях этих силовых факторовНедостаточно высокая проиэводи25, тельность обусловлена необходи мостью выполнен ия нескольких (до десяти и более) изгибов заготовки для достижения заданных показателей точности правки „

Цель изобретения — повышение производительности и точности правки

65

50 деформации изгиба от нагрузки сущестsr ííî затрудняет возможность разра-. ботки системы автоматического управления данным процессом Приближенное же определение углов поворота, основанное лишь на личном опыте оператора, не может быть выполнено с достаточной точностью, В результате полученные углы отклонения для большинства случаев изгиба на заранее выбранные углы поворота будут отличаться от требуемых нулевых значений на величины„превышающих допускаемые °

Низкая точность правки обусловлена также сложностью обеспечения заготовок с не симметричной нерав но,мерной искривленностью, Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу правки заготовок изгибом, включающему устранение иск ривленности выпрямляемого участка заготовки приложением двух пар сил к концевым сечениям участка и поворот этих сечений в сторону, обратную искривленности, перед устранением искривленности определяют разность углов отклонения концевых сечений от нулевoro положения, соответствующего прямолинейному состоянию заготовки, полученную разность упомянутых углов уменьшают до нуля путем приложения к одному из концевых сечений пары сил, после чего создают обратную по знаку разность упомянутых углов, увеличивая ее от нуля до величины, определяемой искривленностью участка, а затем заготов к у ра з гр ужа ют i

Повышение точности правки достигается в способе эа счет введения предварительной операции приведения неравномерной искривленности к рав-. номерной, облегчающей осуществление последующей операции устранения искривленности . В каждой из двух укаэанных операций угол поворота любого из граничных сечений определяется как функция одной пары. сил, что существенно упрощает управление процессом и обеспечивает остановку

1066696 процесса в момент времени, когда фактическое значение контролируемого показателя искривленности в максимальной степени приближается к его заданному значению, Повышение производительности обусловлено в способе тем, что достижение заданных значений углов остаточного отклонения обеспечивается при автоматическом управлении процессом за одну попытку, а при ручном управлении за одну — три.попытки, На фиг.1 показано исходное положение заготовки перед устранением неравенства углов отклонения пу- . тем их уменьшения; на фиг, 2 поло- 15 жение заготовки при нагружении парой сил Ь приложенной к граничному поперечному сечению с большим углом отклонения; на фиг, 3 — положение заготовки после устранения неравенства углов отклонения путем их уменьшения; на фиг, 4 — эпюра изгибающих моментов при нагружении заготовки парой сил N ; на фиг 5 исходное положение заготовки перед устранением неравенства углов отклонения путем их увеличения; на фиг, б — положение заготовки при нагружении парой сил Мя, приложенной к граничному поперечному сечению с меньшим углом отклонения; на фиг 7 — положение заготовки после устранения неравенства углов отклонения путем их увеличения; на фиг.8 эпюра изгибающих моментов при нагружении,заготовки парой сил Np j на фиг, 9 — исходное положение заготовки перед устранением искривленности; на фиг. 10 — положение заго-. товки при ее нагружении равными парами сил М(и М -приложенными

I / к граничным поперечным сечениям; на фиг, 11 — положение заготовки после устранения искривленности; на фиг. 12 — эпюра изгибающих моментов при нагружении заготовки 45

I f равными парами сил Мс(и М „6.

Перед осуществлением способа за 3 готовку 1 вводят в пространство между разведенными губками двух поворотных зажимных головок 2. Сведе50 нием губок зажимаемым участком заготовки сообщают прямолинейную форму, Это обеспечивает равенство углов отклонения зажимных головок от оси правкиm-rn и соответствующих углов c(<<» и 4исх отклонения гра ничных сечений A-A и. Б-Б от нулевого положения, соответствующего прямалинейнот у состоянию выправляемого участка заготовки, расположенного 60 между этими сечениями (фиг. 1, 5 и 9), Наличие такого равенства позволяет судить о величине отклонения заготовки от прямолинейной формы по положению зажимных головок ° Ес- 65 ли выправляемый участок имеет несимметричную относительно его среднего поперечного сечения исходную искривленность, углы о(„„и Я„с„не будут равны.

Устранение неравенства углов отклонения граничных сечений выправляемого участка ат нулевого положения, соответствующего прямолинейному состОянию заготовки, осуществляют поворотом упомянутых сечений либо в сторону уменьшения (фиг, 1-4), либо в сторону увеличения (фиг 5-8)

Углов исходного отклонениЯ < 1,г» и Яиск.

Уменьшение этих углов осуществляют приложением к левому граничному поперечному сечению с большим углом отклонения пары сил М,, вызывающей появление равных по величине опорных реакций R< и R> (фиг 2)>

Укаэанную пару сил создают поворотом левай зажимной головки в сторону уменьшения yrsra a(cÄ При этом уменьшается и угол с», Изгибающие моменты ° в поперечных сечениях и углы их поворота убывают по мере удаления от сечения A-A В упругой стадии изгиба угол поворотафрз сече-, ния Б-Б в два раза меньше угла пово" рота с(ц с ече ни я A-A: ум„ М Е

g EI з ЗЕI где P — длина выправляемого участка заготовк и; — момент инерцйи ее попереч" ного сечения; — модуль упругости материала загoToBKиф

В пластической стадии изгиба отношение углов поворотас(з /Лиу ) причем по мере увеличения пары сил

Мо(это отношение возрастает. Зависимостис(3 = У(Hg) v/3»= / (M<) перестают быть линейными, однако при разгрузке зависимости между углами упругой отдачи и снимаемой парой сил N остаются такими же, как и в упругой стадии нагружения, Вследствие этого при перегибе заготовки в сторону, противоположную исходной искривленности, угол отклонения о(при нагружении всегда дол" жен превышать соответствующий угол отклонения .Фр, если в исходном состоянии a z > Я » (фиг 2).

Как видно из первых двух Фигурю нагружение заготовки парой сил М осуществляют ai. две стадии, на первой из которых разность углов („ и А, уменьшают до нуля (в процессе непрерывного изгиба заготовка проходит положение, при каторома(=Д, а на второй создают обратную по знаку разность этих углов и увеличивают ее от нуля до значения, со1 066696 ответствующего моменту достижения равенства текущих значений углов („, и д„, после чего заготовку разгружают. При автоматическом управлении процессом сравнение .текущих значений углов остаточного отклонения производится непрерывно в течение всего процесса нагружения на основе выполнения соответствующих действий над измеряемыми параметрами процесса (указанные действия выходят за пределы предлагаемого решения) При ручном управлении процессом сравнение текущи значеНИй УГЛОН 0rsss И ЩРРРПРОИЗВОДИТСЯ КОС венным образом путем сравнения на второй стадии нагружения непрерывно возрастающей разности углов „ и Д с предварительно задаваемым значением разности, которое по величине не должно быть меньше разности углов и р„ х. Непосредственное сравнение углов с(р,„„и р„„„, осуществляется после ра з г1 узк и заготовки.. Если разность этих углов выходит за пределы допуска, операцию устранения неравенства углов повторяют. При этом задаваемое значение разности корректируют по результатам предыдущих нагружений. Например, при каждом последующем нагружении задаваемое значение разности углов d и ./1н устанавливают равным сумме разности углов< и А,„,», а также всех разностей углов (« . и Porrrt измеренных после каждого из предыдущих нагружений, При правке же большого количества однотипных заготовок предпочтительнее вариант, когда предварительно задаваемое значение разности углов c(ss и р„ устанавливают не равным,а превышающим разность углов1„ »иf3ssrg, причем коэффициент превышения будет тем больше, чем выше упругие свойства заготовки и меньше разность углов исходного отклонения. В результате изгиба исходную искривленность ныпранляемого участка приводят к симметричной (которая для участков определенной длины является также равномерной), и заготовка после разгрузки принимает положение, характеризующееся равенством угловс о „„ и р„,, (фиг 3), Это обеспечиваетбя за счет уменьшения исходной кривизны участка, на котором действи тельные изгибающие моменты превышают максимальный упругий изгибающий момент, равный произведениюб и, где 6 — предел текучести материала заготовки, а г — момент сопротивления ее поперечного сечения (фиг 4), Увеличение углов4„,„и 3„,.„(фиг. 5) осуществляют приложением к правому граничному сечению с меньшим углом отклонения пары сил М> (фиг, 6), Указанный вариант устранения неравенства укаэаннгх углон осуществляют таким же образом, как предыдущий. Особенности варианта заключаются лишь в том, что знак углов отклонения при их увеличении не изменяется на обратный, а приведение исходной искривленности к симметричной (фиг< 7) обеспечивается за счет увеличения исходной кривизны участка, примыкающе о ro к сечению с меньшим углом отклонения, на котором изгибающие мо-, менты превышают величину 6 w (фиг, 8).

В процессе устранения неравенства углов расстояниями„ » pt„и ос

15 между центрами тяжести граничных сечен ий, соответ ств ующие и сходному, нагруженному и разгруженному состояниям выправляемого участка, изменяются, поэтому одна из зажимных

2() головок устанавливается на станине с возможностью перемещения вдоль оси правки лу- г, Устранение искривленности выправляемого участка осуществляют поворотом граничных сечений этого участка на равные углы (фиг. 9 — .12), I

Углами BcxogHQI o QTK лоне ни.Я (»

l и19цс» перед выполнением второй операции являются углы остаточного отЗр клон ения a(«sss и,Рог, полученные по сле выполи е н ия п ерв ой оп ера ци и (фиг. 9). В связи с равенством этих углов устранение искривленности выправляемого участка осуществляют путем приложения к его граничным .поперечным сечениям равных пар сил

S I

И,(и М з, вызывающих перегиб эа. готонки в сторону, противоположную исходной крив из не, с дос тижен и ем равных углон c(ss и я,, (фиг. 10). Симметричность исходной искривленности и искривленности при нагружении позноляет использовать для назначения углов поворота сечений данные относящиеся лишь к одному из гра45 ничных сечений В этом случае устранение искривленности описывается функцией одной переменной из =с исх с(н = f И,(ила „=/1,,сх ф,, f (мд)

После разгрузки от действия пар

I сил углы с(т иРоене выйдуы. за пре-. делы допускаемых значений(о(« 1 и

Щ>,,„,), а выправляемый участок за55, готовки примет форму, близкую к прямолинейной (фиг, 11). В связи с тем, S S что при М, = Мз имеет место чистый изгиб заготовки, уменьшение исходной кривизны выправляемого участ60 ка на всей его длине осуществляется равномерно. Величина уменьшения исходной кривизны зависит при этом от разности между действительным изгибающим моментом и величиной

65 бт М/ (фиг ° 1 2).

1066696

oem

Пример.. Прессизделие из жаропрочного сплава ЭП708-ВД с пределом текучести 8 кгс/мм, имеющие длину 2600 мм и поперечное сечение 96 32 мм, правят в плоскости меньшей жесткости по участкам

Перед правкой углы исходного отклонения граничных поперечных сечений одного из участков длиной 500 мм составляют соответственно с „ „= 0 8

d иСт ю ир, д= + 0,5 . Обе операции способа 1О осуществляют в режиме ручного управления с поворотом эажимных головок на углы, назначаемые ча основании опыта, накопленного при правке предыдущих заготовок. При устране- 15 нии неравенства указанных углов поворот зажимных головок и, следовательно, граничных сечений осуществляют до достижения углов 4 = 1, 6 и

Ян = 4,1 . После снятия нагрузки и упругой отдачи заготовки углы остаточноГо отклонения составляют о

ofpp =+ 0 9, Яр щ = .0 8 В связи с малой разностью этих углов первую операцию больше не повторяют, При последующем устранении полученной искривленности поворот граничных поперечных сечений осуществляют до достижения углов a(= - 5,7 и о

p = — 5,8 . После снятия нагруз ии и упругой отдачи заготовки углы остаточного отклонения составляют oem - Oю0 ю 3ppm=Or0 ° с

Предлагаемый способ способствует псвышению производительности и точности правки

106бб96

;06б696

Составитель Э Копаев

Редактор Л Авраменко ТехредМ.Гергель Корректор А.Тяско

Заказ 11101/12 Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д 4/5

Филиал ППП Патент, г Ужгород, ул.Проектная, 4